| 一、密封鉛酸蓄電池的充電特性 電池充電通常要完成兩個(gè)任務(wù),首先是盡可能快地使電池恢復額定容量,另一是使用小電流充電,補充電池因自放電而損失的能量,以維持電池的額定容量。在充電過(guò)程中,鉛酸電池負極板上的硫酸鉛逐漸析出鉛,正極板上的硫酸鉛逐漸生成二氧化鉛。當正負極板上的硫酸鉛完全生成鉛和二氧化鉛后,電池開(kāi)始發(fā)生過(guò)充電反應,產(chǎn)生氫氣和氧氣。這樣,在非密封電池中,電解液中的水將逐漸減少。在密封鉛酸蓄電池中,采用中等充電速率時(shí),氫氣和氧氣能夠重新化合為水。過(guò)充電開(kāi)始的時(shí)間與充電的速率有關(guān)。當充電速率大于C/5時(shí),電池容量恢復到額定容量的80%以前,即開(kāi)始發(fā)生過(guò)充電反應。只有充電速率小于C/100,才能使電池在容量恢復到100%后,出現過(guò)充電反應。為了使電池容量恢復到100%,必須允許一定的過(guò)充電反應。過(guò)充電反應發(fā)生后,單格電池的電壓迅速上升,達到一定數值后,上升速率減小,然后電池電壓開(kāi)始緩慢下降。由此可知,電池充足電后,維持電容容量的最佳方法就是在電池組兩端加入恒定的電壓。浮充電壓下,充入的電流應能補充電池因自放電而失去的能量。浮充電壓不能過(guò)高,以免因嚴重的過(guò)充電而縮短電池壽命。采用適當的浮充電壓,密封鉛酸蓄電池的壽命可達10年以上。實(shí)踐證明,實(shí)際的浮充電壓與規定的浮充電壓相差5%時(shí),免維護蓄電池的壽命將縮短一半。鉛酸電池的電壓具有負溫度系數,其單格值為-4mV/℃。在環(huán)境溫度為25℃時(shí)工作很理想的普通(無(wú)溫度補償)充電器,當環(huán)境溫度降到0℃時(shí),電池就不能充足電,當環(huán)境溫度上升到50℃時(shí),電池將因嚴重的過(guò)充電而縮短壽命。因此,為了保證在很寬的溫度范圍內,都能使電池剛好充足電,充電器的各種轉換電壓必須隨電池電壓的溫度系數而變。 常見(jiàn)的幾種充電模式為: 1. 限流恒壓充電模式,其充電曲線(xiàn)和轉換電壓如圖1所示。 2. 兩階段恒流充電模式,其充電曲線(xiàn)和轉換電壓如圖2所示。 3. 恒流脈沖充電模式,其充電曲線(xiàn)和轉換電壓如圖3所示。 此三種充電模式均為業(yè)界推薦采用,其各階段充電電流間的轉換,都分別受有溫度補償的轉換電壓Vmin(快充最低允許電壓)、Vbik(快充終止電壓)和Vflt(浮充電壓)控制。國外已開(kāi)發(fā)出多款具有上述功能的專(zhuān)用充電集成電路,如UC3906,bq2031等。 二、DB3616C電動(dòng)自行車(chē)充電器的制作實(shí)例 目前國內市場(chǎng)上的電動(dòng)自行車(chē)大多采用36V或24V密封鉛酸蓄電池組,為了降低成本,與其相配套的充電器大多采用簡(jiǎn)化的恒流恒壓模式,充電曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。此方案與圖1相比,由于省卻了補足充電階段(即Vlk高電壓恒壓過(guò)充電階段),故電池的容量只能恢復到額定容量的80%~90%,同時(shí),其充電轉換電壓也沒(méi)有溫度補償。在冬夏兩季易出現充電不足或過(guò)充電現象。再者,由于串聯(lián)電池組中各個(gè)電池的自放電率亦不盡相同,如果采用恒定的浮充電壓,那么將影響單體電池的充電狀態(tài)。 ?。模拢停常稙椋常叮帚U酸電池組專(zhuān)用充電檢測與控制模塊,內部有兩種充電模式。 ?。模拢停常兜墓ぷ髟硎牵?/p> 當電池電壓接入DBM36②端時(shí),工作于恒流脈沖充電模式,即②腳電位小于45V時(shí),④腳輸出高電位,光耦PC不導通,IC組成的充電電路開(kāi)始工作,同時(shí)Q2導通,風(fēng)扇FS得電工作。當電池電壓逐漸升高,②腳電位達到45V時(shí),觸發(fā)器a翻轉,④腳輸出低電平,光耦PC初級流過(guò)電流,次級導通,IC①腳高于2.5V,⑥腳停止輸出脈沖,Q2截止,充電器停止充電。同時(shí)風(fēng)扇停轉。隨后電池電壓逐漸下降,當電壓下降到41.5V時(shí),觸發(fā)器a復位,④腳輸出高電平,光耦PC截止,解除對IC的封鎖,充電器重新輸出電流。周而復始,充電的時(shí)間越來(lái)越短,電池電壓由45V下降到41.5V的自放電時(shí)間越來(lái)越長(cháng),電量逐步恢復到100%。此種狀態(tài)由充電指示燈LED充電時(shí)滅、停充時(shí)亮表現出來(lái),而風(fēng)扇的工作狀態(tài)剛好與LED相反:充電時(shí)轉動(dòng),停充時(shí)停轉。R9、C10、DZ2組成DBM36的供電電路。 當電池電壓接入③端時(shí),DBM36工作于恒流恒壓充電模式,開(kāi)始時(shí),充電器輸出1.6A恒流連續對電池充電,當電池電壓上升到45V時(shí),DBM36③腳檢測基準電壓由45V自動(dòng)切換到41.5V并保持不變,通過(guò)光耦PC的反饋,充電器則由恒流充電轉換為恒壓浮充充電狀態(tài)。應當注意,如充電電流過(guò)大,使電池的溫度顯著(zhù)增加,那么自放電電流可能會(huì )超過(guò)充電電流,溫度的繼續升高,使Vblk不斷下降,將出現嚴重的過(guò)充電反應,影響電池的壽命。 另外,當工作于恒流恒壓充電方式時(shí),充電器應先接入電池,然后再接入220V市電。否則,充電器輸出的45V電壓會(huì )使DBM36誤判,而直接切換到41.5恒壓浮充狀態(tài),造成電池充電不足。用于對24V蓄電池組的充電測控,需用DBM24模塊。
|
聯(lián)系客服