电池供电电源自动切换的装置

图二: 电池供电装置自动电源切换所需元件清单

三个继电器用于这个电路。第一个继电器(在电路图中显示 RL1)是这个电路的关键。正如已经提到的，这个项目必须有一些锁定电路，所以继电器 rl在这个电路中使用锁定器。当电池电压低于放电电压时，闭锁电路激活继电器 rl2和 RL3。继电器 rl2和 rl只有当电池充满电时，才能停止工作。在电路继电器中，rl2用于将负载切换到直流源或电池。继电器 rl当将电池连接到充电器时，电池得到低于放电电压的电池，并再次断开电池。因此，根据电路的要求，使用多个继电器确认锁定。

继电器操作采用晶体管电路。晶体管用作高端开关，晶体管阶段用作逻辑逆变器。当继电器的通电端获得足够的电位差来激活继电器时，继电器就会被激活。当电位差激励引脚等于或大于继电器额定值时，只能激活。在这个实验中，三个继电器(RL1，RL2，RL3)激励引脚连接到晶体管 q在2的集电极上。每当 q2处于 ON 收集器的所有电流都会流向地面。因此，在这种状态下，晶体管 q收集器将为继电器的一端提供接地。 所有继电器的另一个电源引脚和晶体管 q4发射极相连。现在，这个电路，晶体管 q在继电器另一端激活继电器时，提供了一些潜力。当晶体管 q当4打开时，集电极的所有电流都会流向发射极，发射极是

所以，当晶体管 q2和 q所有继电器在打开时都会被激活，否则会处于非有源状态。 q1和 q晶体管分别控制 q2和 q4.基极电压。

(齐纳电压) Vz = 11V-(晶体管 bc阈值电压547) (齐纳电压) Vz = 11-0.7 = 10.3 v 电池用于选择齐纳二极管的最大电压- (齐纳电压) Vz = 13.8 v-(晶体管 bc阈值电压547) (齐纳电压) Vz = 13.8-0.7 = 13.1 v 因此，使用两个稳压二极管 D1(5.6 v)和 D2(4.7 v)合成了10.3 v 用于检测电池放电电压的稳压二极管。两个齐纳二极管 D3(7.5 v)和 D4(5.6 v) ，总共产生13.1 v，用于检测电池的最大电压。

该电路基于齐纳二极管的工作原理。当齐纳二极管连接到反向偏置结构，其阴极电压低于击穿电压时，齐纳二极管就像开路一样工作。然而，当稳压器的阴极端高于稳压器的击穿电压时，稳压器开始从阴极向阳极导电。齐纳二极管驱动控制继电器状态的晶体管级。为了了解电路的操作，请考虑以下不同的电池电压水平

由于齐纳二极管 d 3和 d 4总击穿电压为13.1 v，因此，齐纳二极管在这种状态下不导电。 q因此，晶体管将处于关闭状态 q4的基极将获得正电压以打开。因此，所有的电流从 q从4集电极到其发射极，在点b继电器端会得到一些正电压。 齐纳二极管 d 1和 d 2.总击穿电压为10.3 v，因此，齐纳二极管处于反偏置状态，开始从阴极向阳极导电。这使得晶体管 q1开启。由于晶体管 q传导，晶体管 q基极接地，而 q2处于关闭状态。因此，在“ a点，中继终端不会接地，它将保持非活动状态。因为所有的继电器都不活跃，所以电池仍然连接到负载电路，这就是电池电压的希望。

图三: 电池电压12v 操作电路图自动切换电源

当电池开始放电时，电压降至11v 齐纳二极管 d1和 d2将停止导电。现在晶体管 q晶体管将关闭 q2基极获得正电压导电。 q2的导电将从集电极到地的所有电流中排出，并在 a 点处得到零电压差。这为继电器激励销提供了接地。同样在这种状态下，齐纳二极管 d3和 d4不导通。 晶体管 q因此，晶体管将处于关闭状态 q4基极将获得打开的正电压。因此，晶体管 q4集电极的所有电流都流向发射极 b 点继电器端会得到一些正电压。在两个通电针和所有三个继电器中，继电器将获得足够的电压。负载将开关从电池直流源通过继电器 RL2。电池通过继电器 rl连接充电器并开始充电。

图四: 电池电压11v 时自动切换电源的操作电路图

当电池开始充电并超过其放电电压时(11V)但当齐纳二极管没有完全充电时， d1和 d2将再次启动导电并打开晶体管 Q1。这将使晶体管 q基极接地。然后晶体管 q2将被关闭，因此应停止所有继电器。但是因为继电器 rl1.继电器被用作锁定器 rl1的 NO (常开)引脚被永久地连接到地面。进一步的继电器共用引脚直接连接到 rl1.通电引脚，连接到继电器 rl1的 NO 引脚处于有功状态。因此，如果继电器被激活，它将保持活跃，因为它的通电销将从它的共同销售中获得连续的地面。因此，继电器将被地面参考，尽管电压在点是什么 a”是。

图五: 继电器操作示意图 在这种情况下，齐纳二极管 d3和 d4不会导电。因此，继电器的另一端是晶体管 q传导和晶体管 q3.保持高电压而不是传输。因此，所有三个继电器都将处于有效状态，电池将继续连接到充电器和负载和直流电源。

图六: 电池电压在11v 至13.8 v 自动电源切换操作电路图

当电池充满电并达到最大额定电压13时.8 v，然后在这种情况下，晶体管 q1和 q2将保持其以前的状态。但齐纳二极管 d3和 d故障并开会发生导电。晶体管 q3将是 ON，这使得晶体管 q4的基极成为可能。因此晶体管 q4不会保持导电状态，也不会有更多的电流从晶体管 q4的集电极流向发射极。因此，在点“ b”继电器将不再得到任何正电压在其通电引脚。这样，所有的继电器都会失效。然后负载再次开关从直流电池和电池将断开从充电器。

图7: 自动电源切换电池电压为13.8 v 的电路图

齐纳二极管需要一个串联电阻，限制流过它的电流超过其额定电流，这将防止齐纳过热。利用串联电阻，齐纳可以在输出端提供稳压电压。所有晶体管的集电极和基极上使用的电阻只是为了限制基极和集电极上的电流，以便它们不会因为大电流而爆炸。晶体管 q2底部的电阻 r4起着下拉电阻的作用。由于 FET 在其基极的电流值很小时就开始导电，因此使用了电阻 R4，这样晶体管 q2就不会受到任何不必要的外部噪声的影响。

本实验采用的稳压二极管具有10.3 v/250 mW 的额定功率。齐纳的串联电阻可以用下面的公式-来计算 R1 = (Vs-Vz)/Iz Vs = 最大电源电压 Vz = 齐纳电压 Iz = 齐纳电流 为了计算 R1，齐纳电流需要计算如下- 齐纳二极管的最大功耗，Pz = 250mV 齐纳电压，Vz = 5.6 + 4.7 = 10.3 v 齐纳应该开始导电的总电压，v 1(v z + BC547 q1晶体管的典型阈值电压) V1 = 10.3+0.7 V1 = 11V 因此，齐纳电流的最大值 Iz 可以计算如下- Pz = V1 * Iz Iz = Pz / V1 Iz = 0.25/11V Iz = 22mA (约) 由于12v 的铅酸蓄电池充电高达13.8 v，所以电池的最大供电电压，Vs = 13.8 v 齐纳电压 Vs = 13.8 v 现在使用上述值，电阻 r1可以计算如下- R1 = (Vs-Vz)/Iz R1 = (13.8-11)/0.022 R1 = 127欧姆(约) 在实验中，为了方便起见，电阻 r1取150欧姆，这是四舍五入值。

D3和 d4齐纳二极管没有电阻，因为电池电压永远不会超过13.8 v。齐纳串联电阻的选择必须合理。它不应该允许电流超过齐纳额定值，因为更多的电流将永久损害齐纳二极管。

电池过放电截止电压，Voverdis = (Vz + bc547晶体管的典型阈值电压) Voverdis= 10.3 + 0.7 = 11V 10.3 + 0.7 = 11V 电池过充/过充电电压，过充电 = (bc547晶体管的典型阈值电压) Voverdis= 13.1 + 0.7 = 13.8V 直流电源电压应大于继电器额定电压，否则继电器将永远不能进行充电。在这个实验中，直流电源是12v，由于晶体管 q4将电压提供给继电器供电引脚，所以继电器在引脚处不会得到精确的12v (由于电阻损耗) ，所以永远不会得到有效。由于这一事实，使用了5v 继电器。同样不要用恒压充电器给蓄电池充电，因为在恒压充电器中，蓄电池的最大额定电压为直流电压。因此，在充电过程中，电池的电压将达到电池的最大额定电压，这将给电路提供电池充满电的指示。因此，只能用恒流充电器给电池充电。 测试 - 当一个12伏的电池连接和电池电压下降到11.04伏，然后电池得到断开从负载。这可以确定如下- (实际上) Voverdis = (Vz + bc547晶体管或 Vbe 的典型阈值电压) (实际上) Voverdis = 10.3 + 0.74 (实际上) Voverdis = 11.04 v 当电池电压为13.9 v 时，电池将再次连接到负载。这可以确定如下: (实际上)过充电 = Vz + bc547晶体管或 Vbe 的典型阈值电压 (实际上) Vovercharge = 13.1 + 0.8 (实际操作) Vovercharge = 13.9 v 因此，当电池电压低于11.04 v 时，电路将切断电池的负载，当电池电压高于13.9 v 时再次将负载连接到电池。

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