充电器及可调电源

　　栏目变动：取代《考考你》经三年，不仅得到读者的欢迎和支持，也形成了相对固定的一部分读者群。有的读者为解答问题经常要花几天时间搭成电路作，K1接通，K2在0位，此时电路为可调稳压电源路开始时以恒定的电流向蓄电池充电，当蓄电池两端被充到一个电压时，电路自动转换成恒压充电，继续向蓄电池充电，直到蓄电池被充满为止，因为最后为恒压充电方式，蓄电池不会被过充损坏或过充发生危险。

　　于Q失去了偏压而阻断，继电器JK失电不工作，JK-1、JK-2为常开式，LM317及周围元件组成恒流供电方式，电流经W2调整，D3防极性错误，再经K3极性转换即可输出为蓄电池恒流充电，充电电流由W2调整（0-1.5A），电流表显示。

　　14档位，蓄电池被充后电压升高，这升高的电压信号经W3至W6反馈到IC3的某一个比较器上使比较器输出高电位、使D6到D9某一个导通，Q也导通、继电器得电工作，JK-1、JK-2接通使电路转成恒压方式继续向蓄电池充电。

　　亦心作为可调稳压电源，本电路基本不用调试只要把K1接通，K2置0位，LED3点亮，JK吸合，调W1使输出电压在0.6~35V之间变化即可。（由于D3有0.6V的降压，所以原来LM317最低电压1.25V可再降为0.6V左右）。

　　首先确定四组充电电池的电压，选你最常用的如尺2的1位端为1.2V，2位端为3.6V，3位端为6V，4位端为12V，确定以后就可以开始调整。

　　接通电源，在电路元件无错误的情况下，将K1断开K2置0位端，调W7使A点的对地电压为IV，即四个电压比较器的反相输入端为IV，将W2调为最小（一般为0），按下AN，调W1使LM317输出为1.2V（看电压表），再调K2在1位端，调W2使IC3-1的同相输入端大于IV，使IC3-1的输出端为高电位：Q导通，继电器吸合，LED3点亮，即为调好。再将K2置0位端，按下AN调W1使LM317输出3.6V用同样的方法调整即可；1至4档的调试方法相同。

　　本电路中的可调稳压电路为LM317的典型应用形式没有问题。从防止电路自激考虑（因4700|x大电解电容的内部等效电感、等效电阻均较大，原电路在LM317输人、输出侧不加任何消振电容容易引起电路自激），在4700jjl电解电容侧再并。33jjl的消振电容更为妥当。又，此可调电源的输出范围应在1.25~35V之间，而不是原文阐述中的0.6~35V，因作可调电源应用时D3已被JK-2触点短路，根本不存在压降之说。

　　当K1断开，本电路处于“恒流充电”权态时，LM317根本构不成恒流电路。即使“应用”中证明此电路能对电池充电，即使调W2可能改变充电电流，但LM317此时已处于不正常状态，充电电流也绝非恒流，只不过“瞎猫碰上死耗子”勉强能对电池充电，而绝非原设想的恒流充电过程。

　　件如7805、LM317等能很方便地组成恒流源，其基本电路如所示。根据三端稳压器件输出端至调整端（7805③-②、LM317②-①）间电压为恒定值5V、1.25V，当接成如所示电路时，因电阻R两端为恒压，故（a）流过R上的电=1.25V/R应为恒定值，而不随Um及U.的变化而变化。由于7805、LM317还有一定的芯片工作电流自调整端流出一并流入电池，有IQ=IH+IQ.故仅当亦为恒定值时，真正提供给电池的电流I.才不随输人电压UIN、电池电压U.等外界条件的变化而变化。但实际上稳压块的工作电流会随1111（11（），充电电流，甚至环境、芯片温度等的变化而变化。因而严格讲起来，这种恒流源的精度不高（但对充电器应用来讲已经完全够用了）。

　　电路可见，由于LM317的比7805小约100倍，故在电压、电流、温度变化时其工作电流的变化量亦小得多，因此（b）的恒流精度要比（a）高得多，且R两端压降仅1.25V《5V、电源利用率高，芯片价格两者又相差无几，故可得出设计恒流源时选用LM317比7805更好的结论。

　　本电路“恒流源”部分的问题在于：①LM317的调整1脚在K1打开、继电器JK不工作、JK-1处于常开状态时被悬空如所示，此时应流出1脚的芯片工作点电流因接电源地的通路被切断，又不能流至电位应比1脚篼1.25V的2脚，LM317因而无法工作，输出端2相对调整端1压降为0，输出端2相对输入端3约有2V压降，当外界电压和回路电流变化时这个压降仅稍有变化。故调W2时充电电流虽有变化，但这是由于电压基本不变而回路电阻电子电路制作变化所致，而不是LM317正常工作所构成的恒流电源。真正的恒流源应在输人电压变化或电池电压U.变化时，仅317输入、输出端间压降随之变化，中电阻R两端电压不变才能输出恒流。而电路中使为5号电池充电，充电电流至少也需50mA，为蓄电瓶充电则常需1A以上，故W2阻值最大56X1足矣。

　　原设计选用5600电位器，超过需要值10倍，如需1.25A充电电流时W2应调至in，如用5600电位器不317已不工作，UIN、U.变化时317两端电压基本不变，W2两端电压随U IN、U.的变化而变化，此时充电电流已非恒流。②因为充电电流只能从317输出端输入、而不可能反向流人，因而原电路“防极性错误”二极管D3的设置“画蛇添足”。③输出极性转换开关K3也是多余的，可以省去。

　　为能实现恒流充电，电路应改为所示。在可调稳压工作状态时闭合K1使JK-1、JK2常开触点闭合构成标准稳压电路，此时W2被JK-2短路不起作用。需为电瓶充电时断开K1，并将K2置于相应电瓶充电档位，此时LM317调整端悬空，同时W2被并入R1组成恒流供电电路。因流过R1的电流仅约10mA，故较大的充电电流通过W2获得，充仅准确调至in很困难，有些电位器甚至可能调不出所需的低阻值。

　　原电路从恒流充电到恒压充电的自动转换电路基本可行，但比较器LM324输出端至晶体管Q基极间未设置限流电阻，当比较器翻转为高电平时二极管D6~D9中的一个和Q的发射结将把运放输出篼电平箝位至约1.4V，有可能导致LM324因输出过流而损坏。如将原图R3位置稍作变动如即可解决问题。此外原电路比较器未设置回差，当充电至接近充满使比较器翻转后，如电瓶电压因充电电流减小或电源波动等外界原因稍有降低或波动，就又可能使比较器翻回原状态，并可能导致比较器频繁跳变。这时应使比较器具有如所示滞回特性，令比较器一旦翻转后不致再因信号的微小波动而频繁跳变。

　　为在比较器中引入滞回特性，可对基准电压引入正反馈如所示。这时由W7调整所得的基准电压须接比较器同相端，并且运放输出端至同相端接大阻值正反馈电阻RF，充电取样信号接反相端，信号极性正与原电路相反。故在正常充电时比较器输出篼电平，基准电压由IR4及正反馈电流I流过W7形成U1如（a）所示。电瓶充满后比较器跳变为低电平，由于此时1方向变化不再流人W7，反而要对IR4分流，故在比较器翻转为低电平时接在同相端的基准电压U2也同时稍稍变小，据此关系即可根据所需回差值U1-U2计算RF阻值。为达到令低电平控制晶体管Q使继电器动作，可将g改为PNP管，继电器位置亦相应变动如所示即可实现原设计意图。

　　到在晶体管Q基极到运放输出端回路中制作方法与手段教士喵PCB杨文PC-Tion系列超小型径向引线熔工作电压250V，工作电流分别为断器（保险丝）及安装座如所示。熔断器体积仅9x9x4.7mm3，管脚间距5.08mm，可直接装在高元件密度印制板上进行波峰焊、并可在焊接后用清洗液清洗，亦可插人专用插座使用。工作电压250V，工作电流TR5系列超小型圆柱熔断器如所示，外壳为IJL94V-0阻燃塑料，外形尺寸为<（>8.5x8（单位mm），管脚间距5.08mm，可直接焊装在印制板上或插人熔丝座使用。

　　1.6、2、2.5、3.15、4A.与之配套的安装溶丝座采用UL94组燃塑料制造如所示。电气参数为：250V、有平头销和低剖面两种类型，低剖面型用于一般应用，平头型用于电压较高的电路。

　　此类熔断器具有体积小，安装更换简单可靠等特点，且熔断器与安装座管脚间距均符合计算机布板所要求的整数倍2.54mm网格排列，使包括熔断器在内的计算机布板更为方便快捷。

　　熔丝网上技术资料。亦可通过电话、传真至RS公司北京、上海、广州、武汉、西安等处中办事处联系订货。电话及传真号码请阅本刊去串人一个稳压管dz，这是因为当电瓶电压未充满、运放输出篼电平时晶体管Q截止，但因LM324输出篼电平―般比电源电压低约1，5V，如不加此稳压管则仍可能形成一定的基极电流，若Q的P值较大甚至可能引起继电器误动作。引入DZ后可保证恒流充电时Q可靠截止，充满改为恒压涓流充电时只要选择合适的R3即可保证Q饱和导通。其他部分工作原理与原来相同不再赘述。

　　经改正后电路可实现原设计意图，但并非表明电路完全合理。不合理之处在于：此电路试图同时实现两种不同的任务，作为可调实验电源、电压调节范围宽但电流不大，故效率不是主要问题；而作为蓄电瓶充电器则多为大电流工作状态，效率是主要问题。原电路输入交流篼达36V，整流滤波后直流电压可达45V以上。如给12V电瓶充电，充电电流1A，317输入、输出端压降也将达到30V，功耗篼达30W，必须加足够大的散热器才能工作。因此最好单独设计制作专用的充电电源，而不要与可调实验电源合在一起。