【正文】 應(yīng)速度，縮短蓄電池達(dá)到滿充狀態(tài)的時間，同時，保證蓄電池正負(fù)極板的極化現(xiàn)象盡量地少或輕，提高蓄電池使用效率。c)恒壓充電法這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。三階段充電法：在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。b)階段充電法此方法包括二階段充電法和三階段充電法。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。這3種極化現(xiàn)象都是隨著充電電流的增大而嚴(yán)重。總有一個時刻，達(dá)到新的動態(tài)平衡。例如：電池的負(fù)極放電前，電極表面帶有負(fù)電荷，其附近溶液帶有正電荷，兩者處于平衡狀態(tài)。實際上，生成物和反應(yīng)物的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上化學(xué)反應(yīng)速度，從而造成極板附近電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化。為了克服這個內(nèi)阻，外加電壓就必須額外施加一定的電壓，以克服阻力推動離子遷移。在化學(xué)反應(yīng)中，這種電動勢超過熱力學(xué)平衡值的現(xiàn)象，就是極化現(xiàn)象。其放電及充電的化學(xué)反應(yīng)式如下 （1）很顯然，充電過程和放電過程互為逆反應(yīng)。由圖1可以看出：初始充電電流很大，但是衰減很快。第六，電路設(shè)計及其元件的選擇調(diào)試等。第二，關(guān)于充電器對鉛蓄電池充電的原理及其電路設(shè)計。鉛酸蓄電池作為穩(wěn)定電源和主要的直流電源，需求廣泛，用量巨大，與我們的社會生活息息相關(guān)由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡單、價格低廉、供電可靠、使用壽命長，廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等機(jī)動車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動電源，也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源。另外,它也可以改變參數(shù),適應(yīng)各種不同電池的充電。因此，設(shè)計一種全新的智能型鉛酸蓄電池充電器是十分必要的。充電電流50A、充電功率740W、功能完善、可擴(kuò)充的智能充電器。普通鉛蓄電池在使用一段時間后要補(bǔ)充硫酸，使電解質(zhì)保持含有22～28％的稀硫酸。移去電源后，它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，組成化學(xué)電池?！　∪㈦娖康墓ぷ髟怼　∷锰顫M海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用22～28％的稀硫酸作電解質(zhì)?！　?）免維護(hù)蓄電池：免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。即一種主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。在充電過程中用單片機(jī)控制，實現(xiàn)過沖保護(hù)。該系統(tǒng)具有自動化程度高、運行費用低、工作可靠等優(yōu)點?！　《?、常用的蓄電池分類及特點 　　1）普通蓄電池；普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。在充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池，叫做二次電池?！　∷?、電瓶的主要用途　　鉛酸蓄電池產(chǎn)品主要有下列幾種，其用途分布如下： 　　起動型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等起動和照明； 　　固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動控制的備用電源； 　　牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源； 　　鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、客車起動、照明之動力； 　　儲能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、太陽能等發(fā)電用電能儲存；由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡單、價格低廉、供電可靠、使用壽命長，廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等機(jī)動車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動電源，也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源。鉛酸蓄電池的制造成本低、容量大、價格低廉，使用十分廣泛。 本文介紹一種基于單片機(jī)的通用智能充電器的設(shè)計。這里列舉幾種不同的電池充電試驗,來說明智能充電器的實用價值。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大容量蓄電池的應(yīng)用迅速增加，人們希望能快捷、安全地對蓄電池進(jìn)行充電。第三，涓電流對電池充電的原理及其特點。第二章　基本理論介紹 鉛蓄電池充電理論基礎(chǔ)上世紀(jì)60年代中期，美國科學(xué)家馬斯對開口蓄電池的充電過程作了大量的試驗研究，并提出了以最低出氣率為前提的，蓄電池可接受的充電曲線，如圖1所示。主要原因是充電過程中產(chǎn)生了極化現(xiàn)象。可逆過程就是熱力學(xué)的平衡過程，為保障電池能夠始終維持在平衡狀態(tài)之下充電，必須盡量使通過電池的電流小一些。一般來說，產(chǎn)生極化現(xiàn)象有3個方面的原因。該電壓以熱的方式轉(zhuǎn)化給環(huán)境，出現(xiàn)所謂的歐姆極化。也就是說，從電極表面到中部溶液，電解液濃度分布不均勻。放電時，立即有電子釋放給外電路。但與放電前相比，電極表面所帶負(fù)電荷數(shù)目減少了，與此對應(yīng)的電極電勢變正。 充電方法的研究 常規(guī)充電法常規(guī)充電制度是依據(jù)1940年前國際公認(rèn)的經(jīng)驗法則設(shè)計的。一般來說，常規(guī)充電有以下3種。二階段法：采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法，如圖3所示。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢?？焖俪潆娂夹g(shù)近年來得到了迅速發(fā)展。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時間，如此循環(huán)，如圖5所示。由于它采用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時間。其特點是將恒流充電段改為限壓變電流間歇充電段。d)　變電壓間歇充電法在變電流間歇充電法的基礎(chǔ)上又有人提出了變電壓間歇充電法，如圖8所示。e)　變電壓變電流波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電法綜合脈沖充電法、Reflex快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點，變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應(yīng)用。一般地說,充電電流在充電過程中隨時間呈指數(shù)規(guī)律下降,不可能自動按恒流或恒壓充電。由于蓄電池的初始接受電流Io=AC，所以I0=AC=K1(根號C) 充電方法設(shè)計基于上述理論，并考慮到鉛酸蓄電池自身的一些特性，本文介紹的快速充電裝置所采用的充電方法將整個充電過程分為了預(yù)充電、脈沖快速充電、補(bǔ)足充電、浮充電4個階段，如圖9所示。 脈沖快速充電在快速充電過程中，采用分級定電流脈沖快速充電法，將充電電流分成三級，如圖10所示。 補(bǔ)足充電快速充電終止后，電池并不一定充足電，為了保證電池充入100％的電量，對電池還要進(jìn)行補(bǔ)足充電。此時也標(biāo)志著充電過程已結(jié)束。單片機(jī)通過檢測的蓄電池的充電溫度、充電電流、充電電壓等，再經(jīng)軟件處理計算后控制主電路處于不同的充電狀態(tài)：預(yù)充電、脈沖快速充電、補(bǔ)足充電和浮充電?！　?方案設(shè)計基于鉛蓄電池的充電理論，充電器主電路采用半橋變換器高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源。組成半橋式功率變換器，將正弦交流電壓變換成約高于充電電壓的脈沖電壓。另外，通過檢測充電電壓和電流值，控制單片機(jī)輸出脈沖寬度，以進(jìn)入不同的充電階段。圖12　橋式整流電路由電路圖可知，無論電壓U2是在正半周還是負(fù)半周，負(fù)載上都有相同方式的電流流過。b) 電容濾波電路電容濾波電路是在整流電路的直流輸出側(cè)與負(fù)載并聯(lián)電容器，利用電容的端電壓在電路狀態(tài)改變時不能突變的原理，使輸出電壓趨于平滑。電容濾波是的輸出電壓平均值為：全波：　　U3 = (～)U1 = (～)220V = 264V () 半橋逆變電路半橋逆變電路由兩個導(dǎo)電臂構(gòu)成，每個導(dǎo)電臂由一個全控器件和一個反并聯(lián)二極管組成。設(shè)在t2時刻以前V1導(dǎo)通，V2截止，則U4=177。t3時刻i0降至零，D2截止，V2導(dǎo)通，i0開始反向增大。t5時刻i0降至零， V1導(dǎo)通。而當(dāng)D1或D2導(dǎo)通時，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，即負(fù)載將起吸收的無功能量反饋回直流側(cè)，反饋的能量暫時存儲在直流側(cè)的電容中。主變壓器施加電壓只有一半輸入電壓值1/2U4(＋132V)。a) 估算采用EE55鐵氧體磁芯的功率容量EE55的中心柱截面積為Ae=，窗口面積為AQ=，它的功率容量乘積為Ap=AeAQ==。VOP要考慮三個因素之和，即：V0=40V+4010%=44V，二極管壓降：VD=, 濾波電感直流壓降為VL=。 控制電路的設(shè)計a) 溫度檢測電路溫度檢測所使用的傳感器非常多，熱敏電阻是其中一種用半導(dǎo)體材料制成的敏感元件，起主要特點是靈敏度高、體積小、功耗低而且價格低廉。它是有溫度傳感器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器兩部分組成，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有NE555時基集成電路構(gòu)成。本電路可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器Rp的阻值，使電路在溫度為45℃的時候發(fā)生動作，實現(xiàn)溫度檢測的目的。片內(nèi)自動產(chǎn)生轉(zhuǎn)換時鐘脈沖，轉(zhuǎn)換時間≤21μs；最大總不可調(diào)轉(zhuǎn)換誤差為177?！?。半橋逆變電路后經(jīng)開關(guān)變