【正文】 厚的優(yōu)勢(shì)。 電池的開(kāi)路電壓，會(huì)依電池正、負(fù)極與電解液的材料而異，如果電池正、負(fù)極的材料完全一樣，那么不管電池的體積有多大，幾何結(jié)構(gòu)如何變化，開(kāi)路 電壓都是一樣的。比如，鎳鎘電池只放出 80%的電量后就開(kāi)始充電，充滿電后，該電池也只能放出 80%的電量，這種現(xiàn)象稱為記憶效應(yīng)。 (2) 較寬的溫度范圍內(nèi)具有較大的電化學(xué)容量。電解液采 用 30%的氫氧化鉀溶液，并添加少量氫氧化鎳溶液。 鎳氫電池智能充電器的設(shè)計(jì) 第 8頁(yè) 共 50頁(yè) 鎳氫電池的特性 鎳氫電池的充放電特性曲線 圖 21 鎳氫電池在不同充電速率下的充電特性曲線 鎳氫電池在不同溫度下的 1C 放電特性曲線如圖 22 所示。 長(zhǎng)期使用的壽命：由于鎳氫電池是利用內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的化學(xué) 電源，所以鎳氫電池性能的衰減不但與使用情況有關(guān)，而且與長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程有關(guān)。 (2) 反向充電。 涓流充電的單位“ CmA”是一個(gè)指明電流大小和表示鎳氫電池額定容量的值，“ C”是鎳氫電池的額定容量。高倍率放電會(huì)導(dǎo)致鎳氫電池產(chǎn)生過(guò)量的熱量和降低放電效率。不過(guò)快充傷害電池的原因并不是很多人所想的“大電流充電傷害電池”?，F(xiàn)在國(guó)際上采用的基本都是脈沖法加去極化反應(yīng)結(jié)合的方式。 第 13頁(yè) 共 50頁(yè) 圖 26 脈沖去極化法充電電流波形 本設(shè)計(jì)所做的快速充電器，正是基于上面的考慮，快速充電時(shí)采用的也是這種脈沖法加去極化反應(yīng)結(jié)合的方式，即在大電流充電之中穿插短時(shí)間大電流 放電這種快速充電方式。從鎳鎘鎳氫電池快速充電特性曲線可以看出，充滿電后，電池電壓開(kāi)始下降，這時(shí)電能將大部分轉(zhuǎn)化成熱能，使電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，對(duì)電池造成損害甚至產(chǎn)生危險(xiǎn)。 ② 電壓負(fù)增量（ Δ V）控制：從鎳鎘鎳氫電池的電壓充電曲線中可以看 出，這兩種電池充滿電后，電壓均出現(xiàn)下降，即出現(xiàn)電壓負(fù)增量。 （ 3）溫度控制：為了避免損壞電池，電池溫度過(guò)低時(shí)不能開(kāi)始快速充電，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。電壓數(shù)字量的運(yùn)算比較、電路工作狀態(tài)的判斷與指示、快速充電放電與涓流充電的選擇以及負(fù)壓的檢測(cè)等等都是在 單片機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)的。考慮到在單片機(jī)的很多應(yīng)用中，需要使用發(fā)光二極管（ LED）進(jìn)行指示， AT89C2051 的輸出端口被設(shè)計(jì)成可直接驅(qū)動(dòng) LED，可以省去外加的驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省資源。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口由于上拉電阻的存在而輸出電流（ IIL）。設(shè) V3 與 V4 構(gòu)成的復(fù)合管放大倍數(shù)為 5000，可得 V3 基極電流為 ，V3 飽和時(shí)，其 BE 極間壓降為 ， R12 兩端電壓應(yīng)為 =，計(jì)算得 R12為 。 為了對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換提供基準(zhǔn)電壓，電路中還要對(duì)兩路不同輸入信號(hào)進(jìn)行選擇，這就需要一個(gè)多路開(kāi)關(guān)，本設(shè)計(jì)選用了模擬開(kāi)關(guān) CD4051 構(gòu)成這個(gè)多路開(kāi)關(guān)。 ～177。 VCC+ 輸出 (2) 反相輸入端 (2) 同相輸入端 (2) VCC－ 同相輸入端 (1) 反相輸入端 (1) 輸出 (1) 1 2 3 4 5 6 7 8 － + － + 鎳氫電池智能充電器的設(shè)計(jì) 第 20頁(yè) 共 50頁(yè) TL431 簡(jiǎn)介 德州儀器公司（ TI）生產(chǎn)的 TL431 是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。 ② 電壓參考端 （ REF）誤差： 25℃時(shí)典型值為 177。如圖 所示的電路，當(dāng)R1 和 R2 的阻值確定時(shí)，兩者對(duì) Vout 的分壓引入反饋，若 Vout 增大，反饋量增大，TL431 的分流也就增加 ，從而又導(dǎo)致 Vout 下降。但值得注意的是，TL431 的溫度系數(shù)為 30ppm/℃，所以輸出恒流的溫度特性要比普通鏡像恒流源或恒流二極管好得多，因而在應(yīng)用中無(wú)需附加溫度補(bǔ)償電路。 8 選 1地址 譯碼電路的主要作用是把來(lái)自邏輯電平轉(zhuǎn)換電路的地址輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的開(kāi)地址 輸入輸出 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 地址輸入輸出 6 串行輸出輸入 地址輸入輸出 7 地址輸入輸出 5 INH VEE VSS 地址輸入輸出 2 VDD 地址輸入輸出 1 地址輸入輸出 0 地址輸入輸出 3 A B C 第 23頁(yè) 共 50頁(yè) 關(guān)單元選通信號(hào)，并把相應(yīng)開(kāi)關(guān)單元接通。 本設(shè)計(jì)中，用 CD4051 來(lái)控制 Vref 和 VI 兩路地址輸入信號(hào)的選通，除了禁止輸入端 INH 外，只用了一個(gè)地址輸入端 A，通過(guò)單片機(jī)一個(gè) I/O 口控制。 （ 5）靜態(tài)功耗極低。 CD4051 有 8 個(gè)輸入 /輸出端、 1個(gè)輸出 /輸入端，一個(gè)正電源 VDD 和兩個(gè)負(fù)電源 VSS、 VEE。 圖 38 是一個(gè)實(shí)用的精密恒流源電路。 ⑦ 低輸出噪聲電壓。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng) REF 端（同相端）的電壓非常接近 VI（ ）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著 REF 端電壓的微小變化，通過(guò)三極管的電流可以在 1mA～ 100mA 的范圍內(nèi)變化。 （ 9）差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 （ 3）單位增益頻帶寬（約 1MHz）。 第 19頁(yè) 共 50頁(yè) 為 了使 A/D 轉(zhuǎn)換有一個(gè)基準(zhǔn)電壓，同時(shí)為差動(dòng)比例運(yùn)算放大器反相端提供一個(gè)恒定電壓，本設(shè)計(jì)采用了一個(gè)恒壓源。而涓流充電部分由于電流較小，因此只用了一個(gè)三極管 V7。 沒(méi)有引出管腳，它作為一個(gè)通用 I/O 口但不可訪問(wèn)，可作為片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)，P3 口緩沖器可吸收 20mA 電流。掉電方式下保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。其主要組成部分如圖 31所示。為此目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏 Δ V檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)，立即停止快速充電。本來(lái)從電池的充電過(guò)程來(lái)看，這可能被認(rèn)為是最準(zhǔn)確的充電方式，但實(shí)際上，因?yàn)槊總€(gè)電池的特性不盡相同，可能這個(gè)電壓高些，那個(gè)低些，而通常充電器設(shè)置的是一個(gè)固定的電壓，這個(gè)電壓值只是一般認(rèn)為應(yīng)該充滿或接近充滿的數(shù)值，所以使用這種限壓判斷方式的充電器，有些電池可能還沒(méi)有充滿就停了，而有些可能充滿時(shí)也達(dá)不到這個(gè)電壓，這時(shí)充電器就不會(huì)做出判斷而任由其繼續(xù)充電了。 采用快速充電法時(shí)，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍。但從時(shí)間就是金錢(qián)的角度來(lái)看，快速充電器節(jié)省下來(lái)的時(shí)間所帶來(lái)的效益，遠(yuǎn)比損傷電池壽命 10%左右的損失大得多。到了用較大電流快速充電的問(wèn)題上，再使用恒流方式，便無(wú)法避免電池過(guò)熱的問(wèn)題，因此恒流的方法就被摒棄，取而代之的是脈沖方式。由此可見(jiàn)，快充還是慢充是個(gè)相對(duì)的概念，和電池本身的容量有極大的關(guān)系。由于過(guò)放電會(huì)損壞鎳氫電池的特性，所以在使用中應(yīng)避免鎳氫電池過(guò)放電，同時(shí)要避免鎳氫電池長(zhǎng)期與用電設(shè)備連接，在運(yùn)輸過(guò)程中不要將鎳氫電池放入用電設(shè) 備中一起運(yùn)輸。 (5) 涓流充電 (連續(xù)充電 )。在高于 40℃的條件下給鎳氫電池充電效率將下降。在鎳氫電池壽命末期可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)阻升高或內(nèi)部短路現(xiàn)象。鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，只是負(fù)極充放電過(guò)程中生成物不同。鎳氫電池的負(fù)極是高能儲(chǔ)氫合金，既是貯氫材料又是負(fù)極材料，負(fù)極活性物質(zhì)是氫氣。目前在鎳氫電池中實(shí)際應(yīng)用的主要是稀土系 AB5 型合金。 若是以一個(gè)月為單位來(lái)計(jì)算的話，鎳鎘電池自我放電約是 15%～ 30%、鎳氫電池自我放電約 25%～ 35%。 根據(jù)不同的電池類(lèi)型及不同的放電條件，對(duì)電池的容量和壽命的要求也不同，因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同?，F(xiàn)有很多國(guó)家都投巨資興建鎳氫電池生產(chǎn)線?！坝洃浶?yīng)”是指電池在使用過(guò)程中，由于沒(méi)有完全放電結(jié)束就進(jìn)行充電，造成電池負(fù)極板上產(chǎn)生不正常的氧化物，它對(duì)電池電壓有抑制作用，表現(xiàn)為電池充電很足，但放電時(shí)，電壓驟減，致使電池使用壽命縮短。充電器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：限流限壓式充電器、恒流限壓式充電器、自適應(yīng)智能充電器。科力遠(yuǎn)目前正與國(guó)內(nèi)奇瑞汽車(chē)、長(zhǎng)安汽車(chē)等合作，首條生產(chǎn)線的產(chǎn)品主要供應(yīng)奇瑞汽車(chē)。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)氫合金的組成、制備工藝、電極改性、電極成型工藝等的研究，鎳氫電池的性能不能得以提高。 鎳氫電池是才生產(chǎn)了幾年的新電池，又稱為儲(chǔ)氫電池。 關(guān)鍵詞： 電壓負(fù)增量；快速充電；模數(shù)轉(zhuǎn)換 III The design of NiMH intelligent battery charger Instruction: In recent years, the development of digital technology makes people increasingly high demand for energy, as a leader in energy markets, NiCd and NiMH battery costeffective and can meet the demand in many aspects, by people of all ages, all kinds of NiCd and NiMH battery charger also got very big development. These two kinds of cells with similar characteristics, can design two kind of batteries are applicable charger. The design of the discussed NiMH battery characteristics, using AT89C2051 microcontroller as the core design of a rechargeable NiMH NiCd battery, with voltage negative increment ( V) fast charger control function. The fast charger hardware circuit is simple, low cost, but the control method is more advanced in the software part, its performance is not affected. Nickelhydrogen batteries and nickelcadmium batteries, variety, a square battery, small battery has a cylindrical and flat, also has a button battery. NiMH battery positive plate material is NiOOH, negative electrode materials for hydrogen storage alloy, usually 30% KOH aqueous solution of electrolyte, and the addition of a small amount of NiOH. Diaphragm using porous Vigny Lun nonwoven fabric or nylon etc.. NiMH battery has low discharge characteristic better, even in the 20 degrees Celsius temperature, the large current discharge, the release of electricity can reach more than 85% of nominal capacity. However, at high temperature, the battery capacity of this battery will fall 5%10%. The capacity loss due to self discharge and cause is reversible, return to maximum capacity through several chargedischarge cycle can. NiMH battery first entered the industrialization in China, virtue, use early NiMH battery is replaced nickelcadmium batteries in notebook puter and mobile phones, in addition to the electric tools, digital cameras, electric vehicle, mobile phone relay base uninterrupted mobile power supply, portable printers, mobile devices, digital products, medical equipment remote m