电池充电通常要完成两个任务,首先是尽可能快地使电池恢复额定容量 , 另一是使用小电流充电,补充电池因自放电而损失的能量,以维持电池的额定容量 。在充电过程中,铅酸电池负极板上的硫酸铅逐渐析出铅,正极板上的硫酸铅逐渐生成二氧化铅 。当正负极板上的硫酸铅完全生成铅和二氧化铅后,电池开始发生过充电反应,产生氢气和氧气 。这样,在非密封电池中 , 电解液中的水将逐渐减少 。在密封铅酸蓄电池中,采用中等充电速率时,氢气和氧气能够重新化合为水 。过充电开始的时间与充电的速率有关 。当充电速率大于C/5时,电池容量恢复到额定容量的80%以前,即开始发生过充电反应 。只有充电速率小于C/100,才能使电池在容量恢复到100%后,出现过充电反应 。为了使电池容量恢复到100% , 必须允许一定的过充电反应 。过充电反应发生后,单格电池的电压迅速上升,达到一定数值后,上升速率减?。?然后电池电压开始缓慢下降 。由此可知 , 电池充足电后,维持电容容量的最佳方法就是在电池组两端加入恒定的电压 。浮充电压下,充入的电流应能补充电池因自放电而失去的能量 。浮充电压不能过高,以免因严重的过充电而缩短电池寿命 。采用适当的浮充电压,密封铅酸蓄电池的寿命可达10年以上 。实践证明 , 实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5%时,免维护蓄电池的寿命将缩短一半 。铅酸电池的电压具有负温度系数,其单格值为-4mV/℃ 。在环境温度为25℃时工作很理想的普通(无温度补偿)充电器,当环境温度降到0℃时,电池就不能充足电 , 当环境温度上升到50℃时,电池将因严重的过充电而缩短寿命 。因此 , 为了保证在很宽的温度范围内,都能使电池刚好充足电 , 充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变 。
常见的几种充电模式为:
1. 限流恒压充电模式,其充电曲线和转换电压如图1所示 。
2. 两阶段恒流充电模式,其充电曲线和转换电压如图2所示 。
3. 恒流脉冲充电模式 , 其充电曲线和转换电压如图3所示 。
此三种充电模式均为业界推荐采用,其各阶段充电电流间的转换,都分别受有温度补偿的转换电压Vmin(快充最低允许电压)、Vbik(快充终止电压)和Vflt(浮充电压)控制 。国外已开发出多款具有上述功能的专用充电集成电路,如UC3906 , bq2031等 。
二、DB3616C电动自行车充电器的制作实例
目前国内市场上的电动自行车大多采用36V或24V密封铅酸蓄电池组,为了降低成本,与其相配套的充电器大多采用简化的恒流恒压模式,充电曲线见图4 。此方案与图1相比,由于省却了补足充电阶段(即Vlk高电压恒压过充电阶段),故电池的容量只能恢复到额定容量的80%~90%,同时,其充电转换电压也没有温度补偿 。在冬夏两季易出现充电不足或过充电现象 。再者,由于串联电池组中各个电池的自放电率亦不尽相同,如果采用恒定的浮充电压,那么将影响单体电池的充电状态 。
本充电机实例采用图3充电模式,原理图见图5 。本机选用AC/DC谐振式高效变换器组件DBX6001,作为前级隔离降压 。此组件效率高达92%以上 。组件输出的60V直流电,由c、d端进入后级充电电路 。后级功率元件采用低导通压降器件,考虑到便携性,本机采用小型化设计,内置自动小型风扇 , 整机体积为75mm×130mm×50mm 。IC和Q1、L、D1等组成快速恒流充电系统 。IC采用SG3842,R1、DZ1、C3、C4为IC的供电电路,R4、C6决定IC的振荡频率,C5、R3为补偿元件 。刚开始充电时,电池电压较低,PC不导通(原理后述) 。IC①脚被R3、R4拉到地电位 , ⑥脚输出约100kHz脉冲,通过R8加到Q1栅极,控制Q1通断 。Q1导通期间,DBX6001③脚输出的充电电流,经储能电感L、外接电池E、Q1、R6到④脚 。在给电池充电的同时,电感L也存储着能量,充电电流呈线性增大 , 并在R6上产生检测压降,经R5、C7传递到IC③脚 。当③脚上的电压达到1.1V时,⑥脚关闭脉冲,Q1截止 。此时电感L中的磁场能释放,所产生的电流继续向电池供电 。D1为L提供续流通道 。平均充电电流的大小由R6决定 。电池充满后,PC导通,⑧脚输出的5V电压经PC加到R2上 , ①脚的电位高于2.5V时,⑥脚关闭输出,充电器停止充电 。
DBM36为36V铅酸电池组专用充电检测与控制模块 , 内部有两种充电模式 。
输出的正极接电瓶正极,输出的负极接电瓶的负极,12V稳压充电器额定电压(最大的充电电压)是15v 24V的稳压充电器的额定电压是28V,如果对电瓶进行充电必须是整流电才能进行充电 。
2块电瓶串联就是24V,就得从充电器上面调到24v,如果是2个电瓶并联就是12V(正极接正极,.负极接负极) 。
操作注意事项:
【电动车充电器原理和纸】
启动前应检查燃油箱油量是否充足,各油管及接头处无漏油现象;冷却系统水量是否充足、清洁、无渗漏,风扇皮带松紧是否合适 。检查内燃机与发电机传动部分应连接可靠,输出线路的导线绝缘良好 , 各仪表齐全、有效 。
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