用新型集成電路KW9712構成自動充電器
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摘要：
以互補輸出壓控脈寬電路KW9712為核心，采用半橋開關電源方案設計充電器，此充電器
具有脈沖充電、充滿自停、未接或反接蓄電池時充電器不啟動等功能，有過流保護。
關鍵詞：互補輸出壓控脈寬電路IC自動充電
1KW9712介紹
1.1產品簡介:
KW9712是我們自行設計、委托專業工廠加工、采用DIP－8封裝的雙極型集成電路。外接一只電阻和一只電容即可決定其振蕩頻率，可設定在很低頻至500kHz。具有占空比互補的兩組圖騰柱輸出，其占空比變化由專用腳輸入電壓控制，還有一專用禁止輸入端，其輸入電壓低于（1/20）VDD時，電路振蕩，高于（1/20）VDD時，禁止輸出，各輸出腳均為低電位。以此為核心，可以制做智能溫控、光控器，調速、調功器，單端、半橋或全橋開關電源及特種開關電源，還可以做逆變器、充電器、逆變焊機、超聲波發生器等。基本應用電路如圖1所示。
圖1
1.2引腳功能：
①腳：VDD，5～18V；②腳：振蕩電阻電容接入端；③腳：控制電壓輸入端，應在（1/3）VDD至（2/3）VDD間變化；④腳、⑤腳：兩個圖騰柱輸出端，當③腳電位自（1/3）VDD上升至（2/3）VDD時，④腳占空比從100％降至零，⑤腳占空比由零升至100％；反之，③腳電位從（2/3）VDD降至（1/3）VDD時，④腳占空比從零升至100％，⑤腳占空比從100％降至零；④、⑤腳對VDD和GND都有10mA的負載能力。⑥腳：GND；⑦腳：禁止端，低于（1/20）VDD時，本電路起振，高于（1/20）VDD時，④、⑤腳都為地電位；⑧腳：振蕩電阻接入端。電路起振時，⑧腳有占空比接近50％的方波，②腳有峰谷值為（1/3～2/3）VDD的近似三角波，兩腳負載能力較小。
2自動充電器
2.1充電器邏輯圖，見圖2
圖2
2.2主開關電路
原理見圖3。這是一個由IC1振蕩、T1推動的半橋式開關電路。IC1是一只KW9712。當Ra、Rb等值時，IC1③腳電位等于（1/2）VDD，④、⑤腳占空比各為50％，這時⑦腳低電位，Uo2端全電壓輸出；當⑦腳為高電位時Uo2=0。控制⑦腳高低電位脈寬，即控制了輸出電壓Uo2的脈寬。
2.3工作電源
原理見圖4，交流市電Uac經V1～V4整流，C1、C2濾波供半橋開關電路工作。R1、V5、V6及C3組成的并聯型穩壓器，其輸出即圖3的VDD。
2.4控制電路
圖3
圖4
原理見圖5。IC2是另一只KW9712。穩壓管V3上端接Uo2端和待充電池正端。當充電電壓較低時，V3不導通，Rc、Rd決定④腳脈寬，這里取80％左右。IC2上R、C決定IC2振蕩頻率。⑦腳低電位時，IC2通過發光管V1控制IC1⑦腳即控制Uo2端按IC2振蕩頻率和接近80％脈寬充電、20％間歇對電池進行脈沖充電。當被充電池電壓升高到設定值時，V3導通，此時Rx、Rd分壓控制IC2③腳電位，即④腳脈寬。當IC2③腳電位上升至（2/3）VDD時，④腳地電位，V1截止，IC1停振，Uo2端無輸出，此即充滿自停，起控電壓與停充電壓之間，進行脈寬遞減的涓流充電。
圖5
2.5控制電路電源
原理見圖6。R2上端接圖3的Uo2端和待充電池正端，組成并聯穩壓器供控制電路和保護電路工作電源。
2.6保護電路
原理見圖7。IC3采用一只雙比較器LM393。上比較器用于取下電池自動關機，下比較器用于過流保護，Re上端接Uo2端和電池正端。
正常充電時，Re上端電壓較低，電路無過流，上、下比較器中輸出晶體管都為關斷狀態，V1導通，IC2起振，充滿自停亦是如此。
當電池充滿取下時，Uo2端電位由于空載而升高，使上比較器翻轉，輸出晶體管導通，V1截止，進而IC2、IC1停振。
當過流時，下比較器翻轉，輸出晶體管導通，V1截止，進而IC2、IC1停振。此時電池放電維持IC2、IC3工作。下比較器按Rg對Cg充電時間處于對充電器保護關機和瞬間巡檢狀態，如需報警，可與Rg串接一只長音蜂鳴器，用以過流報警。
圖6
圖7
2.7反接自鎖電路
原理見圖8，當電池GB極性連接正確時，光耦V2導通，晶閘管V1導通。反接時，V3導通，V2及V1截止，對電池進行保護。
2.8設計要點
處理好變壓器T1及T2繞組間的絕緣和耐壓；注意T1、T2繞制工藝，減少繞組間漏感；按設定被充電電池電壓選好穩壓管（圖5中V3）和調好Rx。使V3起控準確，充電和充滿自停準確；選好圖7中Re，使稍高于充滿自停電壓時，上比較器才能翻轉。
2.9結論
用新型集成電路KW9712構成自動充電器
圖8
按以上電路設計的充電器，有以下特點：①采用半橋式開關電路為主電源供電，具有電路簡單、高效、成本低的優點；②采用脈沖充電，充電效果好；③采用電壓脈寬遞減方法，實現充滿自停和涓流充電；④不接電池不啟動，極性反接不啟動，取下電池自關斷。
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