【文章內(nèi)容簡介】 O42 + 2e=== PbSO4 + 2H2O 充 電 時(shí) ， 蓄 電 池 的 正 、 負(fù) 極 分 別 與 直 流 電 源 的 正 、 負(fù) 極 相 連 ， 當(dāng) 充 電電 源 的 端 電 壓 高 于 蓄 電 池 的 電 動(dòng) 勢 時(shí) ， 在 電 場 的 作 用 下 ， 電 流 從 蓄 電 池 的正 極 流 入 ， 負(fù) 極 流 出 ， 這 一 過 程 成 為 充 電 。 蓄 電 池 充 電 過 程 是 電 能 轉(zhuǎn) 換 為化 學(xué) 能 的 過 程 。 充 電 時(shí) ， 正 、 負(fù) 極 板 上 的 PbSO4 還 原 成 PbO2 和 Pb， 電 解 液 中 的 H2SO4 增多，密度上升。當(dāng)充電接近終點(diǎn)時(shí)，P bSO4 已 基 本 還 原 成 PbO2 和 Pb， 這 時(shí) ， 過 剩 的充 電 電 流 將 電 解 水 使 正 極 板 附 近 產(chǎn) 生 O2 從 電 解 液 中 溢 出 ， 負(fù) 極 板 附 近 產(chǎn)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(bǔ) 充 蒸 餾 水 。13蓄 電 池 充 足 電 的 標(biāo) 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(nèi)保 持 不 變 。 當(dāng) 蓄 電 池 的 正 、 負(fù) 極 板 浸 入 電 解 液 中 時(shí) ， 在 正 、 負(fù) 極 板 間 就 會(huì) 產(chǎn) 生約 的 靜 止 電 動(dòng) 勢 ， 此 時(shí) 若 接 入 負(fù) 載 ， 在 電 動(dòng) 勢 的 作 用 下 ， 電 流 就 會(huì)從 蓄 電 池 的 正 極 經(jīng) 外 電 路 流 向 蓄 電 池 的 負(fù) 極 ， 這 一 過 程 稱 為 放 電 ， 蓄 電池 的 放 電 過 程 是 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 過 程 。 放 電 時(shí) ， 正 極 板 上 的 PbSO4 核 負(fù) 極 板 上 的 Pb， 都 與 電 解 液 中 的H2SO4 反 應(yīng) 生 成 硫 酸 鉛 （ PbSO4） ， 沉 附 在 正 、 負(fù) 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(biāo)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(guān)。放電電流越大，允許的放電時(shí)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(shí)，簡稱安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（ mAh） 。電池的容量可以分為理論容量，額定容量，實(shí)際容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)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(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為 Ah/l 或 Ah/kg。實(shí)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(shí)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(guān)部門頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)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妷褐怠⑷萘肯嘟男铍姵卮?lián)起來充電。如果容量不同，應(yīng)按容量小的蓄電池來決定充電電流。為縮短充電時(shí)間按，充電過程通常分為兩個(gè)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(fù)，當(dāng)蓄電池電量基本充足，單格電池電壓達(dá)到 ，開始電解水產(chǎn)生氣泡時(shí)，轉(zhuǎn)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(dá)到最大值且在 2~3h 內(nèi)不再上升，蓄電池內(nèi)部劇烈冒出氣泡時(shí)為止。恒流充電的適應(yīng)性強(qiáng)，可任意選擇和調(diào)整充電電流的大小，有利于保持蓄電池的技術(shù)性能和延長使用壽命，其缺點(diǎn)是充電時(shí)間長，要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池和故障修復(fù)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(dǎo)致過充電；充電電壓過低，將導(dǎo)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(nèi)即可道道額定容量的90%~95%，因而充電時(shí)間較短，而且不需要照管和調(diào)整充電電流，適用于蓄電池的補(bǔ)充充電。由于充電電流不可調(diào)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(jī)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(shí)際上是講恒壓充電和恒流充電相結(jié)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(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，進(jìn)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(chǎn)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(bǔ)償?shù)染每梢孕纬梢粋€(gè)簡單的充電管理系統(tǒng)，蓄電池可以再這個(gè)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(nèi)部就不會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡。蓄電池中產(chǎn)生的極化現(xiàn)象會(huì)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(dòng)電流給電池充電可以使電池有時(shí)間恢復(fù)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(gè)定論。 15 太陽能電池與蓄電池的配接選取蓄電池時(shí),應(yīng)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(hù)的鉛酸蓄電池；而大功率的太陽能電池則應(yīng)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(yīng)用中注意以下幾個(gè)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(jié)構(gòu)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(chǎn)太陽能電池的商家的產(chǎn)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?yàn)樾铍姵氐某潆娦蕸Q定的,因?yàn)樘柲茈姵氐某潆?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(shí)候功率波動(dòng)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(shí)率選擇在 C10,充電的補(bǔ)償值定位 倍,那么一個(gè)額定 12V 電壓的蓄電池應(yīng)當(dāng)選配的太陽能電池的電壓應(yīng)該在12V= 左右的太陽能電池,這個(gè)電壓值已經(jīng)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(shí),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(shí)太陽能電池不能發(fā)電,所以在電路中一定要串聯(lián)一個(gè)整流二極管防止太陽能電池在電壓下降或者不發(fā)電時(shí)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(shí)注意選擇內(nèi)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(qiáng)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(gè)旁路二極管,防止某塊電池組在得不到光照而成為負(fù)載產(chǎn)生嚴(yán)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(guān)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(fù)輸出電源應(yīng)用，能夠產(chǎn)生正或負(fù)的穩(wěn)定輸出電壓。LT3757 有兩個(gè)電壓反饋誤差放大器16和基準(zhǔn)電壓。一套用于正輸出電壓，具有 基準(zhǔn)電壓；另一套用于負(fù)輸出電壓， 基準(zhǔn)電壓，兩個(gè)基準(zhǔn)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(shè)計(jì)的高度通用 DC/DC 控制器。 LT3757 在 至 40V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 96%的效率，非常適用于工業(yè)、汽車、醫(yī)療和電信應(yīng)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(shè)計(jì)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(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作，加之全陶瓷電容器設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了更小的解決方案尺寸。LT3757 用內(nèi)部調(diào)節(jié)的 電源驅(qū)動(dòng)外部 N 溝道 MOSFET?？删幊誊泦?dòng)允許控制輸出電壓接通時(shí)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(hù)LT3757 采用耐熱增強(qiáng)型 MSOP10 和 3mm3mmDFN10 封裝，兩種封裝都具備了40oC 至 125oC 的擴(kuò)展和工業(yè)溫度范圍版本。以 1000 片為單位批量購買，每片價(jià)格為 美元。 LT3757 性能概要? 面向升壓型、反激式、SEPIC 和負(fù)輸出應(yīng)用 ? 寬輸入工作電壓范圍： 至 40V ? 利用單個(gè)反饋引腳設(shè)置正或負(fù)輸出電壓 ? 可選固定 100kHz 至 1MHz 工作頻率 ? 可同步至一個(gè)外部時(shí)鐘 ? 可編程軟啟動(dòng) ? 集成的低端驅(qū)動(dòng)器 ? 電流模式控制提供超卓的瞬態(tài)響應(yīng) ? 內(nèi)部 低壓差電壓穩(wěn)壓器 ? 低停機(jī)電流 1uA ? 輸出過壓和過流保護(hù) ? 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(bǔ)償引腳，用于穩(wěn)定與外部 RC 網(wǎng)絡(luò)的電壓回路。FBX（Pin 2）：正，負(fù)反饋引腳，通過外部電阻分壓器收到反饋的輸出電壓，調(diào)節(jié)到 GND 的頻率在啟動(dòng)和故障情況時(shí) FBX 被關(guān)閉。SS（Pin 3）：軟啟動(dòng)引腳。該引腳電壓調(diào)節(jié)補(bǔ)償引腳（VC ）的鉗位。在軟啟動(dòng)間隔設(shè)置一個(gè)外部電容器。該引腳有一個(gè) 10μA 的（典型）的上拉電流源作為內(nèi)部 的軌道。軟啟動(dòng)引腳復(fù)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(nèi)部過熱鎖定。RT（Pin 4）：開關(guān)頻率調(diào)節(jié)引腳。使用一個(gè)電阻接 GND 來設(shè)置頻率。不允許這個(gè)引腳開路。SYNC（Pin 5）：頻率同步引腳。用于同步的開關(guān)頻率到一個(gè)外部時(shí)鐘。若使用此功能，一個(gè) RT 電阻應(yīng)選擇開關(guān)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(dāng) FBX 接至 GND 時(shí) 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(gè)引腳到場效17應(yīng)管正極的 N 開關(guān)電源電流檢測電阻。檢測電阻負(fù)極的電流應(yīng)連接到 GND 平面靠近 IC。GATE（Pin 7）：N 溝道 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器輸出。在 INTVCC 和 GND 之間切換。當(dāng)集成電路被關(guān)閉，熱停工或者當(dāng) INTVCC 高于或低于過壓或紫外線閾值時(shí)分別驅(qū)動(dòng)到 GND。INTVCC（Pin 8）：穩(wěn)壓電源負(fù)載和內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)器。由 VIN 提供，能調(diào)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(yīng)量不超過 ，電壓大于 ，小于 VIN 的電源上。SHDN/UVLO（Pin 9）：關(guān)機(jī)和欠壓檢測引腳。當(dāng)電源能使正確開關(guān)動(dòng)作時(shí)一個(gè)精確的 的可編程遲滯（名義上的）下降閾值檢測。產(chǎn)生滯后是由外部電阻分壓器和一個(gè)精確的內(nèi)部為 2μA 的下拉電流。欠壓復(fù)位狀態(tài)排序啟動(dòng)。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(gè) 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(fù)極的檢測電阻。裸露焊盤必須直接焊接到當(dāng)?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(guān)于 LM339 LM339 簡介LM339 集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：1）失調(diào)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(nèi)阻限制較寬；4）共模范圍很大，為 0~（）Vo；5）差動(dòng)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(yīng)用廣泛，所以世界上各大 IC 生產(chǎn)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(diào)的運(yùn)算放大器。每