后备电源自动充电器

　　后备电源是因停电或其他原因而准备的临时性供电设备。常见的后备电源有小型发电机和各种蓄电池。其中，经济耐用的铅酸蓄电瓶不失为后备电源的首选。笔者综合考虑，为铅酸电瓶后备电源设计了一款自动充电器，电路如附图所示(市电降压整流部分略)。

电路的核心部分是由NE555组成的“滞回比较器”，R8、R9、RP1和RP2构成取样电路，LED1－LED3为充电状态指示。电瓶的充电用继电器连接，使通断更为可靠。S1、S2为轻触开关，可以用来手动控制充电进程，使电路变得更加灵活方便。
下面重点介绍电路的工作原理、调试方法和安装工艺。
一、工作原理
本电路核心是NE555时基电路，当电瓶为欠压状态(如1OV)时，取样电路输出的电压低于NE555组成“滞回比较器”的下限。此时，NE555的③脚输出高电平，VT1导通，继电器吸合(与J－2相接)，电源经R6向电瓶充电；经过一定时间，电瓶电压随充电过程逐渐升高，当高于预先设定的电压值(如13．7V)时，取样电路输出的电压高于NE555组成“滞回比较器”的上限。此时，NE555的③脚输出低电平，VT1截止，继电器释放(与J－1相接)，电源经R7和LED3向电瓶提供微弱的补充电流。若将电瓶放电，则当电瓶电压再次低于所设定的下限时，电路才再次翻转为充电状态。因此，在这个过程中存在一个回差，这正是“滞回”之意。在电瓶电压经取样后处于滞回上、下限之间时，无论电路处于何种状态，按下S1，电路都会强制转为充电状态；按下S2，则强制退出充电。这一功能对应急补充电和闲时节能都很有意义。根据工作原理可知：当LED2点亮时，表示正在充电；当LED2熄灭而LED1和LED3点亮时，则表示电瓶为正常荷电状态。根据LED3的亮度还可以判断电瓶荷电的多少。
二、调试方法
首先，将电路画“X”处断开，接上电源，用数字表测得NE555的⑤脚电压应恒为8V左右。此时，用一个标准的稳压电源替换电瓶接在a、b端。注意电压极性为：a正b负。把标准稳压电源电压调至相应电瓶电压预定的最大值(如13.7V)，然后调节RP2，使RP2滑动端电压输出与测得⑤脚的电压值(如8V)相等。然后将标准稳压电源电压降低至相应电瓶电压预定的最小值(如10.5V)，调节RP1，使RP1滑动端输出为⑤脚电压值的一半(如4V)。电压基本调准以后，将标准稳压电源的电压从8V左右缓慢调至15V，然后再缓慢降至8V。同时用数字表跟踪a、b两端的电压。你会发现首先是LED2亮，在电压升至13.7V左右时，LED2熄灭而LED1点亮，再降至10.5V左右时，电路又翻转为最初的状态。在电压为10.5V－13.7V之间时，可以尝试按一下S1或S2，便自然了解其功能了，最后将断开处接通即可。
三、安装工艺
为使电路运行准确安全，应注意充电回路和控制回路的分开走线问题。充电回路电流大，应选用短而粗的导线连接；控制回路应尽量不与充电回路“重合”。在制作印制板时，应尽量使NE555的⑤脚、①)脚与取样电路的“地”靠近，地线应宽而粗。一般只要正确搭接，就可以正常工作。电路中，R6为限流电阻，它决定充电电流的大小。对于12Ah的电瓶，调节充电电流在0.7A为宜。RP1、RP2尽量采用精密多圈电位器。