密封式铅酸蓄电池过充放电防护电路

密封式铅酸蓄电池具有免维护、不漏液及耐储存等优点，在实际应用中对蓄电池危害最大的因素有两个：过充电和过放电。

笔者设计了一种蓄电池过充放电防护电路。电路如下图所示。



图中左侧为过压充电防护部分。这是一个用运放做成的电压比较器，R1与稳压管D1(6．2V)形成参考电压，RP1用来调整过压临界点。J为过压保护继电器(额定电压12V，接点容量大于5A)，T1为继电器驱动三极管，D2为T1的保护二极管。继电器的常闭接点串于稳压电源与蓄电池之间。当稳压电源输出电压正常时，IC1输出低电平，继电器不动作。当稳压电源输出电压意外升高，使充电电压超过14V时，IC1输出高电平，T1驱动继电器断开常闭接点，切断充电回路。只要故障不排除，这种保护状态将一直保持。一旦电压恢复正常，充电即可照常进行。

图中部为过流充电防护及稳压与蓄电池输出自动切换部分。D3～D5采用肖特基二极管稳压电源输出自C点分成二路，一路经R3、D3向蓄电池充电，另一路经D4输出到负载。D3、D4还具有防止蓄电池向稳压电源反向傲电的作用。D5可根据稳压电源输出电压的有无自动完成对稳压、蓄电池输出的切换。R3是过充电防护的关键元件，其阻值在0．1～0．5Ω之间选择。可用1千～1．5千瓦电炉丝制做，典型值为0．3Ω。对过流充电的防护是通过R3的降压作用来实现的。在充电初期，电流比较大，对于12V、15Ah蓄电池来说，通常在4～5A上下。该电流可在R3上形成1V多的压降，使初期充电电压降低，从而使过大的电流受到抑制。

图中右侧是过放电防护部分。在防护临界点附近，从起控到控死(完全切断负载回路)，蓄电池电压仅需变化数十毫伏。RP2用来调整防护临界起控点，中间头接到IC2同相输入端，反相端接参考电压(由R4、D6形成)。RP3也可在一定范围内调节防护临界起控点。T2为VMOS功率场效应管BUZll，其最大电流为30A，饱和压降为0．1-0．3V，栅源临界导通电压约为4V。电压自A、B两端输出。负载的负端接到T2的漏极D。当负载用稳压电源供电或用蓄电池供电且电压在10．5V以上时，IC2输出高电平，T2完全导通。B点与电源地接通，负载正常工作。当蓄电池电压降至10．5V时，IC2输出端为低电平，T2完全截止，切断负载回路，从而避免了过放电现象的发生。调整防护临界点时，只需用一台稳压电源，将其输出电压调为10．5V，加至d点与地之间(注意：不接蓄电池)，在A、B两端接上相应的负载。调节RP2，使IC2输出低电平，T2完全截止，负载回路对地断开。尔后，将稳压电源输出电压调高数十毫伏，使IC2输出端为高电平，再调整RP3，令T2栅源间电压大于4V，使其完全导通。最后，反复调整稳压电源输出电压以及RP2、RP3，使负载回路在电压大于10．5V时导通，等于10．5V时关断，则调整即告完毕。

照图中元件做出的电路，在D3～D5、VMOS管加装足够大的散热片时，可以完成对数十Ah以下的12V密封式铅酸蓄电池过充电和过放电的防护功能。图中D5正端和D3负端应相接。