簡單可控硅充電機制作（一）

自制一臺可控硅充電機，額定電流20安培，最大可達25安培，與其它型式充電機比較，具有容量大、重量輕、造價低、不怕振動、故障少等優點。經一段時間使用，表明性能良好，適于野外隊使用。

該充電機主回路采用單相可控半波整流電路，因元件SCR正向導通轉為承受反壓時，在反向阻斷能力恢復過程中，元件承受很大的換向電壓。為保護可控硅元件，設有電容C2和電阻R3串聯的過壓保護，同時也可以緩和因正向電壓上升過大而造成的元件誤導通。

觸發電路由雙基極二極管BT、電容C1組成弛張振蕩電路，輸出經脈沖變壓器B送至SCR控制極（參見線路圖）。

可控硅充電機線路圖

可控硅SCR接入交流電路工作，控制極脈沖必須與電源同步，為簡化線路，采用電阻R2降壓，硅二極管D整流，作同步電源。

觸發器工作電壓直接取自被充電瓶，只要有6伏左右，觸發器即能正常工作。同步工作電壓采用此種方法，節省了變壓器和整流濾波電路，使線路簡單。同時，還具有自保護作用，即在外界短路或電瓶極性反接時，使可控硅不能觸發。只有排除上述故障后，才能恢復正常工作，因而不會因短路、極性反接等而造成元件損壞。

被充電瓶串聯只數過多時，觸發電路中的BG就會過電壓損壞，為使電路正常工作，設有硅穩壓管DWff過電壓保護。

在交流接觸器線圈上增繞一層繞阻，產生6伏電壓，作指示燈電源。采用電流較小的XDX—1型指示燈。

脈沖變壓器B采用錳鋅鐵氧體磁盒，外徑25毫米，用直徑0.27毫米高強度漆包線，初級和次級各繞80匝，初次級間應有良好的絕緣。

充電機調試簡單，用一只6伏電瓶，調電位器W2和W1電流表應有充電電流指示，否則可調整R1。然后，多串幾只12伏電瓶，也應能工作。同時，測量BT發射極電壓，應·在16～20.5伏之間，否則檢查穩壓管DW是否良好。發熱元件應遠離半導體元件。

該充電機雖有許多優點，但尚存在輸出電壓較低，電流波動較大等缺點，有待進一步改進。

簡單可控硅充電機制作（二）

充電機可對6～24V蓄電池充電，充電電流可根據需要在0～10A之間連續可調。適用于各種汽車、摩托及應急電流等蓄電池的充電，且結構較簡單、使用可靠及電流調節方便等優點，因此具有很強的實用性，設計電路見圖1。

圖1

1、工作原理

市電220V經變壓器降壓到36V，再由VD2～VD5組成的橋式整流電路整流后變為約32V脈動直流，然后經可控硅控制輸出電壓的高低。可控硅觸發電路的電流取至主電路的橋式整流，從R2、D6組成的穩壓電路可獲得24V梯形同步電壓，供觸發電路（由單結晶體管VT和電阻R3、R4、R5及電容C1等組成）產生觸發脈沖，以控制可控硅的導通角。調節電位器RP可以改變充電電壓和充電電流。

2、制作

元件選擇：變壓器可選用現成的BK－300型220V／36V控制變壓器，也可參考有關資料自制，但功率應在300VA左右；VD2一VD5選用10A／400V整流二極管；BCR選用20A／200V單向可控硅，都應加裝散熱片；VD6選用24V0.5Ｎ穩壓二極管〔其它元件數據見圖所標）；分流器需自制，用長650mm1.5mm漆包線繞成10mm的螺旋線圈即可；電流表為91C160一10A，BＸ為螺旋式保險，型號為RＬ1-15，配套熔芯10A；充電機與蓄電池之間的引線截面積應大于4mm；VD為電流指示，可用任意型號的發光二極管。

簡單可控硅充電機制作（三）

電路工作原理

該充電機由主回路和控制回路兩部分組成。

主回路部分（即充電回路部分）

市電220V經變壓器“B”降壓后，次級主回路繞組。為5個抽頭，K2一1充6V蓄電池;K2一2充12V蓄電池或6V蓄電池大電流充電;K2一3檔充18V蓄電池或12V蓄電池大電流充電;K2一4檔對24V蓄電池充電。

圖所示變壓器次極輸出經ZDI橋式整流電路后，得到100HZ的脈動直流電壓，這個脈動直流電壓由可控硅控制輸出，輸出端接有續流二極管D1及濾波電感L，續流二極管的作用是在可控硅停止導通期間對濾波電感及輸出負載提供直流通路，避免可控硅失控，使可控硅工作穩定（在可控硅截止時，電感L上將產生自感電動勢，這個反向電動勢會造成可控硅失控，破壞電路的穩定性，D1的作用就是給這個反向電動勢提供直流通路，D1導通后經負載“蓄電池”構成回路，并繼續為負載“蓄電池”充電），電感L又起濾波作用，它有效的濾掉充電電壓的脈動成份，較大的提高了充電電壓的有效值。R1為可控硅輸出負載。輸出端所接電流表的量程為兩個，由K3轉換分流器F1或F2來轉換電流表的量程。F1是3A分流器，F2是20A分流器。

控制回路部分

變壓器次級控制回路繞組輸出的23V電壓，經ZD2橋式電路整流、C1電容濾波后得到直流電壓，這個電壓由三端穩壓器7824穩壓輸出，為脈沖形成電路提供穩定的直流電源，脈沖形成電路是一個弛張振蕩器，它由單結晶體管BG1、C2、W、R3、R4及脈沖變壓器BP組成。脈沖輸出電路是由脈沖變壓器BP、二極管D3、D4和電阻R5組成。脈沖變壓器次級輸出的觸發脈沖由D3、D4二極管電路整流，D3的作用是隔離負極性脈沖，D4的作用是隔離負極性脈沖，R5的作用是防止送往可控硅的觸發脈沖電流過大，造成可控硅控制極過載，破壞可控硅的穩定性，C3是觸發脈沖的凈化電容用以抑制諧波成份。調節電位器“w”即可改變弛張振蕩器的頻率，從而改變了可控硅觸發脈沖的相位，也就改變了充電輸出電流。

簡單可控硅充電機制作（四）

電路原理

我們知道，可控硅是一個可控制的單向導電開關，在交流電路中具有整流作用，而且整流出的電壓受控于控制極脈沖電壓的大小和寬度。根據這個原理，將可控硅串聯于220V交流電路中，并利用單結管電路作為可控硅控制極的控制電路，以實現直接整流交流電的目的。

如圖1所示電路，其中3CT、C1、R1組成整流電路，可控硅3CT為核心整流元件，在控制極脈沖［如圖2（b）所示波形］的作用下將交流電變為直流電.C1和R1串聯后并接于可控硅的兩端，其作用是保護可控硅不被擊穿，稱為阻容保護。其實質就是將造成“過電壓”的能量變成電場能量儲存到電容器中，然后釋放到電阻中去消耗掉。

具體來說，當可控硅換向時，由于殘留載流子的存在，在反向電壓的作用下，將以反向電流的形式流過回路，當反向阻斷能力恢復時，電流迅速減少，若回路中有電感存在，將會產生一個比工作電壓高數倍的尖峰脈沖，有可能使可控硅擊穿。在可控硅兩端并聯電容C1后，利用電容器C1上電壓不能突變的規律，可以減緩電壓的上升。從電容器充放電電流公式

i=dq/dt=C1*duC1/dt

得

VC1=1/C1*∫idt.

可以看出，將C1取得足夠大，而尖峰脈沖的時間都很短，故C1上電壓的終值可限制在可控硅的允許范圍內。電阻R1的作用主要有兩個，一是可以阻尼電容C1和電路中的L形成振蕩;另一是限制電容C1放電時的電流上升率，因為當可控硅未導通時，電容器是儲積著電能的，一旦可控硅被觸發導通，電容C1上的電荷立即經可控硅形成短路放電回路，若沒有電阻R1限流，這個放電電流的瞬時值可能很大，電流上升率若超過其極限值，可能使可控硅損壞。

由R2、D1、D2、D3、R1、RW、C2、R4、BT33、R3及D4組成控制電路，產生觸發脈沖控制可控硅的導通角，從而實現輸出電壓大小的控制。其中R2、D1部分產生降壓整流作用，向觸發電路提供直流偏置電壓。

D2、D3起穩壓作用，使單結管輸出的脈沖幅度和每半周產生第一個脈沖（第一個脈沖使可控硅觸發導通后，后面的脈沖都是無用的）的時間不受交流電電源電壓的波動的影響，觸發電路能穩定工作。

RW和R3稱充電電阻，R5為放電電阻，R4為溫度補償電阻。電源接通后，電流經D1整流后，由電阻RW、R3對電容C2充電，當E點電位達到單結管的導通電壓后，單結管導通，產生觸發脈沖，以控制可控硅的導通角.R5決定放電的快慢，影響著輸出觸發脈沖的寬度t見圖（2）b波形。如果改變電位器RW的電阻值，例如，增大阻值，電容器C2的充電變慢，因而每半波出現第一個脈沖的時間后移，從而使可控硅的導通角變小，輸出電壓的平均值也變小。因此改變RW是起移相的作用，達到調壓的目的。