【正文】 11）：此引腳是一個由 PFET 輸出到 BAT的引腳。 CHRG（引腳 8）：低電平充電指示器輸出。 SHDN（引腳 6）：低電平關(guān)閉輸入。 ICL（引腳 4）：有源低電平輸入電流限流指示器輸出。 DCIN(引腳 3)：直流電輸入引腳。 CLP（引腳 2）：正電流輸入控制引腳。 的引腳排列如圖 41所示，主要引腳功能如下： CLN(引腳 1)：負(fù)電流輸入控制引腳。在 0℃到 85℃ 的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作有保證。就安全和自主充電控制而言，該集成電路包括電池浮動電壓過壓保護(hù)、充電電流反向保護(hù)、充電電流監(jiān)視、軟啟動、交流適配器存在指示以及限流指示。外部功率 FET 接通 /斷開時間可能隨溫度和 充電電流 的不同而有所改變，而改進(jìn)的 非重疊控制允許保持高效率。4%。最終浮動電壓準(zhǔn)確度規(guī)定為 177。該集成電路用高達(dá) 28V 的輸入電壓工作，適用于 便攜式儀表以及電池備份系統(tǒng)等多種應(yīng)用。 LTC4009 支持多節(jié)配置的鋰離子 /聚合物、鎳氫金屬、鎳鎘和密封鉛酸電池。大量的陶瓷電容的應(yīng)用，可以避免噪聲。表明如果設(shè)定的充電電流已減少到適配器輸入電流限制或 DCIN /電池電壓已減少，電池的充電終止。 當(dāng)充電電流下 降， 引腳 CHRG 輸出時，可以在下跌到當(dāng)前值為編程最大值的 10 ％時關(guān)閉。當(dāng)電池電壓超過檢測門限時，系統(tǒng)會檢測有無零增量出現(xiàn)，若出現(xiàn)△ V，則認(rèn)為電池正常充滿，進(jìn)入浮充維護(hù)狀態(tài)；在充電過程中，系統(tǒng)會一直判斷充電時間、電池溫度及端電壓是否己到達(dá)或超過了充電保護(hù)條件 。鎳氫電池是以零增量檢測為主，時間、溫度和電壓檢測為輔的方式。為了保證在任何情況下均能可靠的檢測電池的充足電狀態(tài)，可采用具有定時控制、溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法。 采用溫度控制法時，由于熱敏電阻響應(yīng)時間較長，再加上環(huán)境溫度的影響，因此，不能準(zhǔn)確的檢測電池的充足電狀態(tài)。 溫度變化率 (△ T/△ t)：鎳氫和鎳鎘電池充足電后，電池溫度迅速上升，而 14 且上升速率 △ T/△ t基本相同 ，當(dāng)電池溫度每分鐘上升 1℃時，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。 (3)電池溫度控制 為了避免損壞電池，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。這種方法的缺點是：未充足電以前，電池電壓在某一段時間內(nèi)可能變化很小，若此時誤認(rèn)為 0△ V出現(xiàn)而停止充電，會造成誤操作。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。 電壓負(fù)增量 (－ △ V)：由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池己充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。 (2)電池電壓控制 在電壓控制法中， 最容易檢測的是電池的最高電壓。 這種控制方法較簡單，但有其缺點：充電前，電池的容量無法準(zhǔn)確知道，而且電池和一些元器件的發(fā)熱使充電電能有一定的損失，實際的充電時間很難確 13 定。采用恒流充電法時，根據(jù)電池的容量和充電電流，可以很 容易的確定所需的充電時間。為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時控制、電壓控制和溫度控制等多種終止充電的方法。 電池在充滿電后，如果不及時停止充電，電池的溫度將迅速上升。 在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測電池端電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓 時，恒流充電狀態(tài)終止，自動進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)；恒壓充電時，保持充電電壓不變。當(dāng)進(jìn)入 B— C段時，若采用恒流充電，電流過大會損壞電池，電流過小使充電時間過長，根據(jù)電壓變化情況控制充電電流，使電池充電已滿，若此時停止充電，電池會自放電。 12 圖 19 電池的充電特性 由于電池的最佳充電過程無法用單一量實現(xiàn)，在這三段應(yīng)分別采用不同的控制方式。 快速充電終止控制方法與 LTC4009 充電器的控制方法 充電控制技術(shù)是充電器系統(tǒng)中軟件設(shè)計的核心部分。充電電流由外部檢測、輸入和編程電阻器的組合來設(shè)定。 充電 控制 器 LTC4009 是一款 變 電流 /變 電壓電池充電器控制器 ，采用同步降壓架構(gòu)生產(chǎn)高效率運作結(jié)構(gòu) 。當(dāng)電池溫度高于設(shè)定值時，立即停止快速充電，即使電池溫度下降后，充電器也不會啟動工作。 (3)其他主控電路 主控電路除上述兩種以外，還有溫度監(jiān)測和脈寬調(diào)制 (PWM)控制電路。這也稱為－ △ V法。 (2)電壓峰值增量 △ V型 可充電電池 (如鎳鎘電池 )在充電時端電壓隨充電時間的增長而上升，但充足電后端電壓開始下降。由于定時器制作容易，所以常用它自制定時快速充電器。 性能完善的快速充電器，其原理圖如圖 18所示： 圖 18 快速充電器原理框圖 其中的主控電路有多種類型： (1)定時型 11 對電池進(jìn)行定時充電，主控電路采用定時電路，定時時間可由充電電流決定。小時率電流值是由公式 C(Ah)/t(h)規(guī)定的，其中 C 代表電池額定容量， t代表時間。 圖 19 波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電 傳統(tǒng)快速充電器介紹與 LTC4009 快速充電器 快速充電器的特點是對充電電池采用大電流充電。 本設(shè)計就是以變電壓變電流波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電法為理論基礎(chǔ)設(shè)計的，而且運用的是 PWM 信號頻率固定，脈沖電流幅值可變。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種： 1）脈沖電流的幅值可變，而 PWM（驅(qū)動充放電開關(guān)管）信號的頻率是固定的； 2）脈沖電流幅值固定不變， PWM信號的頻率可調(diào)。在每個恒電壓充電階段 ，由于是恒壓充電，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電 圖 18 變電壓間歇充電曲線 池電流可接受率隨著充電的進(jìn)行逐漸下降的特點。與變電流間歇充電方法不同之處在于第一階段的不是間歇恒流，而是間歇恒壓。通過間歇停充，使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行 ，使蓄電池可以吸收更多的電量。充電前期的各段采用變電流間歇充電的方 法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。 (3)變電流間歇充電法 這種充電方法建立在恒流充電和脈沖充電的基礎(chǔ)上，如圖 17所示。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態(tài)的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借鑒。 圖 15 脈沖式充電曲線 （ 2） REFLEXTM 快速充電法 8 這種技術(shù)是美國 的一項專利技術(shù)，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。充電脈 沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。 （ 1）脈沖式充電法 這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數(shù)充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發(fā)展。 下面介紹目前比較流行的幾種快速充電方法。 為了能夠最大限度地加快蓄電池的化學(xué)反應(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。 鑒于這種缺點，恒壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時采用。 論文鉛酸蓄 電池充電方法的 圖 14 恒壓充電法曲線 論 文網(wǎng) 7 這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。用恒定電壓快速充電，如圖 14所示。 （ 3）恒壓充電法 充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。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。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。 1）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 13所示。 圖 12 恒流充電曲線 6 （ 2）階段充電法 AaIp46^ .!5dm PUs39。 1）恒流充電法 恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法，如圖 2所示。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。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”：充電電流安培數(shù)，不應(yīng)