蓄电池是一种典型的铅酸蓄电池，大约有 6 个电池单元，每个单元 2 伏，因此蓄电池的总电压约为 12 伏。蓄电池的典型额定值从 20AH 到 100AH。 这里我们考虑的是额定值为 40AH 的蓄电池，其所需的充电电流约为 4A。本文旨在介绍一个由交流供电的简单蓄电池的工作原理、设计和运行，以及控制蓄电池充电的反馈控制部分。

汽车电池电路工作原理：

这是一个带指示的简单汽车蓄电池电路。蓄电池由 230 伏、50 赫兹交流市电供电。交流电压经过整流和滤波后得到一个非稳压直流电压，通过继电器为蓄电池充电。由电位分配器、二极管和晶体管组成的反馈电路对电池电压进行持续监控。继电器和反馈电路由稳压直流电压（通过稳压器获得）供电。当电池电压超过最大值时，反馈电路会关闭继电器，停止对电池充电。

汽车电池充电器电路图：

汽车电池充电器电路设计：

要设计整个电路，我们首先要设计三个不同的模块--部分、反馈部分和负载部分。

设计步骤：

这里所需的负载是额定电流约为 40AH 的汽车电池。由于电池的充电电流应为电池额定电流的 10%，因此所需的充电电流约为 4A。

现在所需的变压器次级电流约为 1.8*4，即约 8A 电流。由于所需的负载电压为 12V，我们可以选择额定电压为 12V/8A 的变压器。现在所需的交流电压有效值约为 12V，峰值电压约为 14.4V，即 15V。

由于我们使用的是桥式整流器，因此每个二极管的 PIV 值应大于峰值交流电压的四倍，即大于 90V。在此，我们选择 PIV 值约为 100V 的二极管 1N4001。

由于我们设计的也是稳压电源，因此允许的最大纹波等于电容器峰值电压减去稳压器所需的最小输入电压。 在这里，我们使用 LM7812 稳压器为继电器和 555 定时器提供 5V 稳压电源。因此，纹波电压约为 4V（峰值电压约为 15V，稳压器输入电压约为 8V）。因此，滤波电容器的计算值约为 10mF。

反馈和负载部分设计：

在设计反馈和负载部分时，需要为分压器部分选择电阻。由于二极管只有在电池电压达到 14.4V 时才会导通，因此电阻值应确保在电池电压接近最大值时，输入二极管的正电压至少为 3V。

考虑到这一点并经过必要的计算，我们选择了一个 100 欧姆的电位器和其他各 100 欧姆和 820 欧姆的电阻器。

汽车电池充电器电路操作：

一旦有了电源，电路就开始运行。230V RMS 交流电通过降压变压器降压至 15V RMS。然后，桥式整流器对低压交流电压进行整流，产生带交流纹波的非稳压直流电压。滤波电容器允许交流纹波通过，从而在其两端产生未经调节和滤波的直流电压。这里有两个操作： - 1. 1. 通过继电器将未调节的直流电压直接馈送至直流负载（本例中为电池）。2. 2. 将未经调节的直流电压馈送至电压调节器，以产生经调节的 12V 直流电源。

这里的继电器是 1C 继电器，公共点连接到常闭位置，电流通过继电器流向电池并为其充电。当电流通过 LED 时，LED 开始导通，表明电池正在充电。 部分电流还流经串联电阻，从而利用电位分配器对电池电压进行分压。最初，电位分压器上的压降不足以使二极管偏置。这个电压等于电池电压，因此决定了电池的充放电。最初，电位器被调节到中点。 随着电池电压的逐渐增加，电位器两端的电压达到足以使二极管产生正向偏置的程度。当二极管开始导通时，晶体管 Q2 的基极发射结被驱动至饱和状态，晶体管被接通。

当晶体管集电极连接到继电器线圈的一端时，继电器线圈通电，公共触点移动到常开位置。电源因此与电池隔离，电池充电停止。一段时间后，电池开始放电，电位分压器上的电压再次达到二极管反向偏置或关断的位置，晶体管被迫切断，定时器现在处于关断位置，没有输出。继电器的公共点移回原来的位置，即常闭位置。电池再次开始充电，整个过程重复进行。

汽车电池充电器电路的应用：

该电路便于携带，可在有交流电压供应的地方使用。

它可用于为玩具汽车电池充电。

该电路的局限性：

这是一个理论电路，可能需要进行一些实际改动。

电池充放电可能需要较长的时间。