用新型集成电路KW9712构成自动充电器

用新型集成电路KW9712构成自动充电器
  AnAuto－chargerMadeupofNew－typeKW9712IC
  摘要：
  以互补输出压控脉宽电路KW9712为核心，采用半桥开关电源方案设计充电器，此充电器
  具有脉冲充电、充满自停、未接或反接蓄电池时充电器不启动等功能，有过流保护。
  关键词：互补输出压控脉宽电路IC自动充电
  1KW9712介绍
  1.1产品简介:
  　　KW9712是我们自行设计、委托专业工厂加工、采用DIP－8封装的双极型集成电路。外接一只电阻和一只电容即可决定其振荡频率，可设定在很低频至500kHz。具有占空比互补的两组图腾柱输出，其占空比变化由专用脚输入电压控制，还有一专用禁止输入端，其输入电压低于（1/20）VDD时，电路振荡，高于（1/20）VDD时，禁止输出，各输出脚均为低电位。以此为核心，可以制做智能温控、光控器，调速、调功器，单端、半桥或全桥开关电源及特种开关电源，还可以做逆变器、充电器、逆变焊机、超声波发生器等。基本应用电路如图1所示。
  
  图1
  1.2引脚功能：
  ①脚：VDD，5～18V；②脚：振荡电阻电容接入端；③脚：控制电压输入端，应在（1/3）VDD至（2/3）VDD间变化；④脚、⑤脚：两个图腾柱输出端，当③脚电位自（1/3）VDD上升至（2/3）VDD时，④脚占空比从100％降至零，⑤脚占空比由零升至100％；反之，③脚电位从（2/3）VDD降至（1/3）VDD时，④脚占空比从零升至100％，⑤脚占空比从100％降至零；④、⑤脚对VDD和GND都有10mA的负载能力。⑥脚：GND；⑦脚：禁止端，低于（1/20）VDD时，本电路起振，高于（1/20）VDD时，④、⑤脚都为地电位；⑧脚：振荡电阻接入端。电路起振时，⑧脚有占空比接近50％的方波，②脚有峰谷值为（1/3～2/3）VDD的近似三角波，两脚负载能力较小。
  2自动充电器
  2.1充电器逻辑图，见图2
  
  图2
  2.2主开关电路
     原理见图3。这是一个由IC1振荡、T1推动的半桥式开关电路。IC1是一只KW9712。当Ra、Rb等值时，IC1③脚电位等于（1/2）VDD，④、⑤脚占空比各为50％，这时⑦脚低电位，Uo2端全电压输出；当⑦脚为高电位时Uo2=0。控制⑦脚高低电位脉宽，即控制了输出电压Uo2的脉宽。
  2.3工作电源
  　　原理见图4，交流市电Uac经V1～V4整流，C1、C2滤波供半桥开关电路工作。R1、V5、V6及C3组成的并联型稳压器，其输出即图3的VDD。
  2.4控制电路
  
  图3
  
  图4
      原理见图5。IC2是另一只KW9712。稳压管V3上端接Uo2端和待充电池正端。当充电电压较低时，V3不导通，Rc、Rd决定④脚脉宽，这里取80％左右。IC2上R、C决定IC2振荡频率。⑦脚低电位时，IC2通过发光管V1控制IC1⑦脚即控制Uo2端按IC2振荡频率和接近80％脉宽充电、20％间歇对电池进行脉冲充电。当被充电池电压升高到设定值时，V3导通，此时Rx、Rd分压控制IC2③脚电位，即④脚脉宽。当IC2③脚电位上升至（2/3）VDD时，④脚地电位，V1截止，IC1停振，Uo2端无输出，此即充满自停，起控电压与停充电压之间，进行脉宽递减的涓流充电。
  
  图5
  2.5控制电路电源　
  　原理见图6。R2上端接图3的Uo2端和待充电池正端，组成并联稳压器供控制电路和保护电路工作电源。
  2.6保护电路
      原理见图7。IC3采用一只双比较器LM393。上比较器用于取下电池自动关机，下比较器用于过流保护，Re上端接Uo2端和电池正端。
  正常充电时，Re上端电压较低，电路无过流，上、下比较器中输出晶体管都为关断状态，V1导通，IC2起振，充满自停亦是如此。
  当电池充满取下时，Uo2端电位由于空载而升高，使上比较器翻转，输出晶体管导通，V1截止，进而IC2、IC1停振。
  当过流时，下比较器翻转，输出晶体管导通，V1截止，进而IC2、IC1停振。此时电池放电维持IC2、IC3工作。下比较器按Rg对Cg充电时间处于对充电器保护关机和瞬间巡检状态，如需报警，可与Rg串接一只长音蜂鸣器，用以过流报警。
  
  图6
  
  图7
  2.7反接自锁电路
      原理见图8，当电池GB极性连接正确时，光耦V2导通，晶闸管V1导通。反接时，V3导通，V2及V1截止，对电池进行保护。
  2.8设计要点
      处理好变压器T1及T2绕组间的绝缘和耐压；注意T1、T2绕制工艺，减少绕组间漏感；按设定被充电电池电压选好稳压管（图5中V3）和调好Rx。使V3起控准确，充电和充满自停准确；选好图7中Re，使稍高于充满自停电压时，上比较器才能翻转。
  2.9结论
  用新型集成电路KW9712构成自动充电器
  
  图8
       按以上电路设计的充电器，有以下特点：①采用半桥式开关电路为主电源供电，具有电路简单、高效、成本低的优点；②采用脉冲充电，充电效果好；③采用电压脉宽递减方法，实现充满自停和涓流充电；④不接电池不启动，极性反接不启动，取下电池自关断。