为铅酸蓄电池充电器制作一个智能定时插座,Smart Timer Socket

为铅酸蓄电池充电器制作一个智能定时插座,Smart Timer Socket

关键字：铅酸蓄电池,定时插座电路图

作者 李胜

铅酸电池成本低、技术成熟、使用性能稳定、原料来源丰富、铅回收率高成为各电动车生产商的首选，与铅酸电池相对应的充电器也繁荣于市场。

目前市场上电动车铅酸电池充电器的设计方案大致有两类：第一类是二阶段式，即先恒压充电，充电电流随铅酸电池电压上升而逐渐减少（即充电电流先大后小），当铅酸电池电能补充到一定程度后，铅酸电池的电压也会上升至充电器的设定值，充电器的红色指示二极管熄灭，绿色指示二极管随即点亮，充电器自动转入第二阶段的涓电流浮充充电；第二类是三阶段式，即先恒流充电，而后恒压充电，当铅酸电池的电压上升至充电器的设定值，充电器的红色指示二极管熄灭，绿色指示二极管随即点亮，充电器自动转入第三阶段的涓电流浮充充电。

从以上设计方案可知：无论是两阶段式充电还是三阶段式充电，最后阶段都是涓电流浮充充电。实践证明：对铅酸电池适当时间的涓电流浮充充电，不仅是更进一步充足电量，更重要的是对铅酸电池的修复和保养，防止铅酸电池形成不可逆的硫酸盐化，简称“硫化”。实践验证，一般以 2~3小时的涓电流浮充充电为宜，过充或充电不足都会严重危害铅酸电池的正极板，大大缩短铅酸电池的使用寿命。笔者针对以上充电情况，自制了一款简易的电动车铅酸电池充电器智能定时插座，该智能定时插座能对充电器最后阶段涓电流浮充进行定时，当涓电流浮充到达设定值后，智能定时插座自动切断充电器及自身的交流电源，结束充电，不必再人工断电。本人将智能定时插座应用于自己森地牌YBC-48L型（14Ah）充电器，深感方便。随后相继给许多亲戚朋友的充电器也设计制作了同样的定时插座，通过使用，大家都觉得既延长铅酸电池的使用寿命，也免除了天天人工断电之苦。

一、智能定时插座如何工作

智能定时插座的电路见图1，共由交流电源开关、电磁脱钩线圈驱动电路、定时电路、直流电源电路4部分组成。将该电路插上电源插头，按下交流电源开关S1按钮，接通220V交流电源即可开始工作。220V交流电源一路经14V电源变压器T降压、桥式整流电路整流、滤波电容 C1滤波、三端稳压集成电路IC1稳压、滤波电容C2滤波产生稳定的+12V直流电源，该+12V分三路输出：（1）经R4加到LED2作+12V直流电源工作指示。（2）经R3、VD2、LED3串联稳压后经C3滤波加到稳压调整管VT4基极，使VT4将+12V稳压为2.1V，由VT4发射极输出，该 2.1V经C4滤波后加到石英小闹钟电源正负极为其提供直流电源（提示一点：2.1V高了些，石英小闹钟走时稍快一些,定时值按4~5小时即可）。（3）加到开关S1的电磁脱钩线圈上。

220V交流电源另一路经定时插座加到充电器，当充电器还未转入浮充充电状态时，充电器的红灯LED1得电发光，LED1两端的2V电压经插头P1、插孔J1、电阻R2加到VT3基极，VT3饱和导通，将2.1V稳压调整管VT4基极短路到地，稳压调整管VT4截止，石英小闹钟无直流电源供给而不工作，当充电器转入涓电流浮充充电阶段时，充电器红色二极管LED1两端变为零电压熄灭（充电器绿色二极管则发光），此时VT3也因基极零电压而截止，电源调整管VT4正常导通，输出2.1V直流电源，石英小闹钟得电开始计时，当计时到预先设定值时，石英小闹钟输出低电平音频脉冲讯响信号，该低电平音频脉冲信号通过VT2放大整流经电容C5滤波输出一直流电压，使VT1饱和导通，开关S1电磁脱钩线圈得电产生磁力，使开关按钮脱钩跳开，断开交流电源，从而实现自动结束充电。

二、元件选择

元件选择如电路原理图上的标注：VT1、VT3、VT4 选用S8050 型三极管，VT2 选用S8550 型三极管，IC1选用LM7812，VD1 选用IN4148 型二极管，VD2～D6选用IN4007型二极管，LED1、 LED2选用普通红色发光二极管，LED3 选用普通绿色发光二极管，R1选用2kΩ 普通电阻，R2 选用10kΩ普通电阻，R3、R4 选用1kΩ 普通电阻，开关S1 选用KDC-A01-06Y 型的，P1和J1 分别选用普通单声道耳机插头、插孔。变压器T 选用3W/14V 电源变压器， C1 选用1000μF/25V 电解电容，C2、C3、C4 选470μF/25V电解电容， C5 选用47μF/25V 电解电容。实物如图2所示。焊好的电路见图3。

三、智能定时插座的安装与使用说明

笔者利用万能印制板来焊接本定时插座电路，安装时注意，一定要将石英小闹钟内的小扬声器拆除，小扬声器正极所接位置接三极管VT2发射极，小扬声器负极所接位置接三极管VT2基极，引线见图4。本人焊接成的定时插座电路与充电器连接如图5所示。

在充电前，先将定时值设好，将充电器控制信号输出插头P1和定时控制信号引入插孔J1连接好，充电器与蓄电瓶连好，插好交流电源插头，最后按下开关S1按钮，智能定时插座会自动在充电器转入浮充充电状态时开始计时，并在定时值达到时结束充电。当充电器因蓄电瓶出问题（比如过度失水）而无法转入浮充充电状态时，将充电器插头P1和定时插座间的插孔J1断开，定时插座则通电开始计时, 当定时值达到时自动结束充电。