【文章內容簡介】 O42 + 2e=== PbSO4 + 2H2O 充 電 時 ， 蓄 電 池 的 正 、 負 極 分 別 與 直 流 電 源 的 正 、 負 極 相 連 ， 當 充 電電 源 的 端 電 壓 高 于 蓄 電 池 的 電 動 勢 時 ， 在 電 場 的 作 用 下 ， 電 流 從 蓄 電 池 的正 極 流 入 ， 負 極 流 出 ， 這 一 過 程 成 為 充 電 。 蓄 電 池 充 電 過 程 是 電 能 轉 換 為化 學 能 的 過 程 。 充 電 時 ， 正 、 負 極 板 上 的 PbSO4 還 原 成 PbO2 和 Pb， 電 解 液 中 的 H2SO4 增多，密度上升。當充電接近終點時，P bSO4 已 基 本 還 原 成 PbO2 和 Pb， 這 時 ， 過 剩 的充 電 電 流 將 電 解 水 使 正 極 板 附 近 產 生 O2 從 電 解 液 中 溢 出 ， 負 極 板 附 近 產生 H2 從 電 解 液 中 溢 出 ， 電 解 液 液 面 高 度 降 低 。 因 此 ， 鉛 酸 蓄 電 池 需 要 定期 補 充 蒸 餾 水 。13蓄 電 池 充 足 電 的 標 志 是 ： 電 解 液 中 有 大 量 氣 泡 冒 出 ， 呈 沸 騰 狀 態(tài) ； 電 解 液 的 密 度 和 蓄 電 池 的 端 電 壓 上 升 到 規(guī) 定 值 ， 且 在 2~3h 內保 持 不 變 。 當 蓄 電 池 的 正 、 負 極 板 浸 入 電 解 液 中 時 ， 在 正 、 負 極 板 間 就 會 產 生約 的 靜 止 電 動 勢 ， 此 時 若 接 入 負 載 ， 在 電 動 勢 的 作 用 下 ， 電 流 就 會從 蓄 電 池 的 正 極 經 外 電 路 流 向 蓄 電 池 的 負 極 ， 這 一 過 程 稱 為 放 電 ， 蓄 電池 的 放 電 過 程 是 化 學 能 轉 變 為 電 能 的 過 程 。 放 電 時 ， 正 極 板 上 的 PbSO4 核 負 極 板 上 的 Pb， 都 與 電 解 液 中 的H2SO4 反 應 生 成 硫 酸 鉛 （ PbSO4） ， 沉 附 在 正 、 負 極 板 上 。 電 解 液 中H2SO4 不 斷 減 少 ， 密 度 下 降 。 蓄電池放電終了的標志是： 單格電池電壓降到放電終止電壓； 電解液密度降到最小許可值。放電終止電壓與放電電流的的大小有關。放電電流越大，允許的放電時間久越短，放電終止電壓也越低。 鉛酸蓄電池的容量電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號 C 表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（ mAh） 。電池的容量可以分為理論容量，額定容量，實際容量。理論容量是把活性物質的質量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質量電池所能給出的理論電量，單位為 Ah/l 或 Ah/kg。實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為 Ah，其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒發(fā)的標準，保證電池在一定的放電條件下應該放出最低限度的容量。 鉛酸蓄電池的充電方式 鉛酸蓄電池目前的充電方式主要有恒流、恒壓、恒壓限流、脈沖快速充電。1. 恒流充電指充電電流保持恒定的充電方法?？梢詫⒉煌妷褐?、容量相近的蓄電池串聯(lián)起來充電。如果容量不同，應按容量小的蓄電池來決定充電電流。為縮短充電時間按，充電過程通常分為兩個階段。第一階段采用較大的充電電流，使蓄電池的容量得到迅速恢復，當蓄電池電量基本充足，單格電池電壓達到 ，開始電解水產生氣泡時，轉入第二階段，將充電電14流減小一半，直到單格電壓上升到 ，電解液密度和蓄電池端電壓達到最大值且在 2~3h 內不再上升，蓄電池內部劇烈冒出氣泡時為止。恒流充電的適應性強，可任意選擇和調整充電電流的大小，有利于保持蓄電池的技術性能和延長使用壽命，其缺點是充電時間長，要經常調節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池和故障修復蓄電池的初充電。2. 恒壓充電 恒壓充電是指充電過程中，充電電源電壓保持恒定的充電方法?？梢詫⑾嗤瑝褐档男铍姵夭⒙?lián)起來一起充電。若充電電壓過高，將導致過充電；充電電壓過低，將導致充電不足。一般單格電池充電電壓選為 。在恒壓充電初期，充電電流較大，4~5h 內即可道道額定容量的90%~95%，因而充電時間較短，而且不需要照管和調整充電電流，適用于蓄電池的補充充電。由于充電電流不可調節(jié)，所以不適用于心蓄電池和故障蓄電池初充電和去硫化充電，汽車上發(fā)電機對蓄電池的充電為定壓充電。3. 恒壓限流充電 恒壓限流法實際上是講恒壓充電和恒流充電相結合，又可稱為混合充電法。在充電開始階段，由于電池電壓過低，為避免電流過大而損壞電池，就采用恒流充電法來限制充電電流。當電壓達到預定值時，進入恒壓充電方式。恒壓限流方式是大多數(shù)電池廠商推薦的充電方式。由于蓄電池充電電壓較低，充電后期電流很小。因此電解液中產生的氣泡很少，可以節(jié)省電能、降低蓄電池的溫升，避免損壞電池的極板。恒壓限流方式是一種很有效的充電方式，加上過充判斷、浮充控制、溫度補償?shù)染每梢孕纬梢粋€簡單的充電管理系統(tǒng)，蓄電池可以再這個系統(tǒng)下更好地工作。4. 脈沖快速充電 在充電過程中，只要充電電流不超過蓄電池可接受的電流，蓄電池內部就不會產生大量的氣泡。蓄電池中產生的極化現(xiàn)象會阻礙充電，并且使出氣率和溫升顯著升高。音癡，極化電壓是影響充電速度的重要因素。用周期性的脈動電流給電池充電可以使電池有時間恢復其原來狀態(tài)，減小極化現(xiàn)象的影響，解決快速充電面臨的難題。但是目前這種充電方式還在研究階段，對于采用多大的脈沖周期，占空比又是多少之類的具體問題還沒有一個定論。 15 太陽能電池與蓄電池的配接選取蓄電池時,應該根據(jù)太陽能電池功率的大小來選用不同的種類的充電電池和蓄電池。小功率的太陽能電池可選用鎳鎘、鎳氫或者鋰電池等；中功率的太陽能電池,可以選用密封的免維護的鉛酸蓄電池；而大功率的太陽能電池則應該選用鉛酸蓄電池或者是蓄電池組。在使用中電池的電壓可以通過串聯(lián)獲得加倍,電流(容量)可以通過并聯(lián)加倍。但是在應用中注意以下幾個問題: 不同種類或者新舊程度不同的蓄電池不宜混用； 不同容量、不同結構的蓄電池不可串聯(lián)使用； 不同電壓、不同特性的蓄電池不能并聯(lián)使用。目前生產太陽能電池的商家的產品、種類和規(guī)格都是多種多樣的。對于蓄電池來講,一般有 6V、12V、24V 的,那么如何將太陽能電池和蓄電池配接起來?通常來說,太陽能電池的額定輸出電壓要比蓄電池高 ～ 倍,這是因為蓄電池的充電效率決定的,因為太陽能電池的充電,不像使用市電給蓄電池充電一樣有較大的選擇余地,況且它在給蓄電池充電的時候功率波動比較大,這要先考慮太陽能電池的成本問題。假如蓄電池的充電時率選擇在 C10,充電的補償值定位 倍,那么一個額定 12V 電壓的蓄電池應當選配的太陽能電池的電壓應該在12V= 左右的太陽能電池,這個電壓值已經接近蓄電池的極限充電電壓。在太陽能電池的與蓄電池并聯(lián)充電時,還要注意防止樹木和建筑物的遮擋照射太陽能電池的光線,或在陰天和夜晚時太陽能電池不能發(fā)電,所以在電路中一定要串聯(lián)一個整流二極管防止太陽能電池在電壓下降或者不發(fā)電時蓄電池對太陽能電池逆放電。用硅管 IN400 系列(最大電流為 1A)或者 IN54 系列(最大電流 3A),并聯(lián)使用二極管時注意選擇內阻一致性的。對于大功率的太陽能電池組件(小功率就免了)。為防止太陽能電池在強光下由于遮擋受損,最好在太陽能電池組件輸出端的兩極并聯(lián)一個旁路二極管,防止某塊電池組在得不到光照而成為負載產生嚴重發(fā)熱,旁路二極管的電流值不能低于該塊太陽能組件的電流值。第二章 主要元器件的介紹 關于 LT3757 LT3757 概述凌力爾特公司(Linear Technology Corporation)推出寬輸入電壓范圍、電流模式 DC/DC 控制器 LT3757，該器件適用于升壓型、反激式、SEPIC 和負輸出電源應用，能夠產生正或負的穩(wěn)定輸出電壓。LT3757 有兩個電壓反饋誤差放大器16和基準電壓。一套用于正輸出電壓，具有 基準電壓；另一套用于負輸出電壓， 基準電壓，兩個基準都來自單一反饋引腳，從而使 LT3757 成為適用于多種類型電源設計的高度通用 DC/DC 控制器。 LT3757 在 至 40V 的輸入電壓范圍內工作，實現(xiàn)高達 96%的效率，非常適用于工業(yè)、汽車、醫(yī)療和電信應用。由于具有從 100kHz 至 1MHz 的可編程固定或可同步工作頻率，因此設計師可以選擇多種電感器和電容器，以優(yōu)化尺寸、性能和成本。固定頻率、電流模式控制可在寬電源和輸出電壓范圍內實現(xiàn)穩(wěn)定工作，加之全陶瓷電容器設計，從而實現(xiàn)了更小的解決方案尺寸。LT3757 用內部調節(jié)的 電源驅動外部 N 溝道 MOSFET。可編程軟啟動允許控制輸出電壓接通時間。此外，LT3757 具有遲滯的可編程輸入欠壓閉鎖以及輸出過壓和過流保護LT3757 采用耐熱增強型 MSOP10 和 3mm3mmDFN10 封裝，兩種封裝都具備了40oC 至 125oC 的擴展和工業(yè)溫度范圍版本。以 1000 片為單位批量購買，每片價格為 美元。 LT3757 性能概要? 面向升壓型、反激式、SEPIC 和負輸出應用 ? 寬輸入工作電壓范圍： 至 40V ? 利用單個反饋引腳設置正或負輸出電壓 ? 可選固定 100kHz 至 1MHz 工作頻率 ? 可同步至一個外部時鐘 ? 可編程軟啟動 ? 集成的低端驅動器 ? 電流模式控制提供超卓的瞬態(tài)響應 ? 內部 低壓差電壓穩(wěn)壓器 ? 低停機電流 1uA ? 輸出過壓和過流保護 ? 具遲滯的可編程輸入欠壓閉鎖 LT3757 引腳說明及功能VC（Pin 1）：誤差放大器補償引腳，用于穩(wěn)定與外部 RC 網絡的電壓回路。FBX（Pin 2）：正，負反饋引腳，通過外部電阻分壓器收到反饋的輸出電壓，調節(jié)到 GND 的頻率在啟動和故障情況時 FBX 被關閉。SS（Pin 3）：軟啟動引腳。該引腳電壓調節(jié)補償引腳（VC ）的鉗位。在軟啟動間隔設置一個外部電容器。該引腳有一個 10μA 的（典型）的上拉電流源作為內部 的軌道。軟啟動引腳復位到 GND 是由熱條件欠壓鎖定在 SHDN / UVLO 門，欠壓或過壓條件下的 INTVCC 或內部過熱鎖定。RT（Pin 4）：開關頻率調節(jié)引腳。使用一個電阻接 GND 來設置頻率。不允許這個引腳開路。SYNC（Pin 5）：頻率同步引腳。用于同步的開關頻率到一個外部時鐘。若使用此功能，一個 RT 電阻應選擇開關頻率低于 20％的同步脈沖的頻率。若不使用此功能則連接 SYNC 引腳到 GND。當 FBX 接至 GND 時 SYNC 可忽略。SENSE（Pin 6）：控制回路的電流檢測的輸入。開爾文連接這個引腳到場效17應管正極的 N 開關電源電流檢測電阻。檢測電阻負極的電流應連接到 GND 平面靠近 IC。GATE（Pin 7）：N 溝道 MOSFET 柵極驅動器輸出。在 INTVCC 和 GND 之間切換。當集成電路被關閉，熱停工或者當 INTVCC 高于或低于過壓或紫外線閾值時分別驅動到 GND。INTVCC（Pin 8）：穩(wěn)壓電源負載和內部柵極驅動器。由 VIN 提供，能調節(jié)到 充電（典型值） 。INTV CC 必須接在靠近引腳最小值為 的電容上。 INTVCC 可以直接連接到 VIN。如果輸入電壓低于 ， INTVCC 也可以連接到只要供應量不超過 ，電壓大于 ，小于 VIN 的電源上。SHDN/UVLO（Pin 9）：關機和欠壓檢測引腳。當電源能使正確開關動作時一個精確的 的可編程遲滯（名義上的）下降閾值檢測。產生滯后是由外部電阻分壓器和一個精確的內部為 2μA 的下拉電流。欠壓復位狀態(tài)排序啟動。接 或者更小來禁止芯片工作，降低輸入電壓靜態(tài)工作電流到 1μA 以下。VIN（Pin 10）：輸入電源引腳。必須接一個 或更大的旁路電容，電容要靠近管腳。Exposed Pad（Pin 11）：地面。此引腳也作為電流負極的檢測電阻。裸露焊盤必須直接焊接到當?shù)氐仄矫妗?LT3757 典型工作電路及封裝（a）18（b） （c） 圖 21 LT3757 典型工作電路 圖 22 LT3757 封裝19 關于 LM339 LM339 簡介LM339 集成塊內部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：1）失調電壓小，典型值為 2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為 236V，雙電源電壓為177。1V~ 177。18V；3）對比較信號源的內阻限制較寬；4）共模范圍很大，為 0~（）Vo；5）差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。LM339 集成塊采用 C14 型封裝，圖 1 為外型及管腳排列圖。由于 LM339 使用靈活，應用廣泛，所以世界上各大 IC 生產廠、公司竟相推出自己的四比較器，如 IR233ANI33SF339 等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 LM339 類似于增益不可調的運算放大器。每