【正文】 5%，在蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體的速率大于氣體再化合成水的速率。 ，若說明書有要求時應(yīng)按說明書操作。 （ 2） VRLA 的特性 充電電壓的范圍 過充電開始的時間與充電的速率有關(guān)，當充電率大于 C／ 5 時，電池容量恢復(fù)到額定容量的 80％以前，即開始發(fā)生過充電反應(yīng)；浮充使用時電壓一般控制在 177。其獨特的氣體再化合系統(tǒng)，能將產(chǎn)生的氣體再化合成水；在蓄電池大充電、大放電而其內(nèi)部的氣壓上升到超越正常水平時，安全閥會釋放過量的氣體后然后自動重新密封，在 電池使用過程中不會產(chǎn)生氣漲現(xiàn)象；安全閥和專用過濾器可防止蓄電池爆炸，確保正常使用時安全可靠。 1985 年起，我國也擁有了一批工廠進行小批量 VRLA 電池的生產(chǎn)，而如今生產(chǎn) VRLA 的工廠已不下 200 家，據(jù)估算，我國年需固定型蓄電池約 3540萬 KVAh，今已全部換成 VRLA，其型號則從 1Ah 到 3000Ah 都齊備。如日本 1980年生產(chǎn)的小型 VRLA 電池為 1800 萬只，而到 1990 年已達 億只，年平均增長率達 43%。 關(guān)鍵詞： 單片機 ； PWM；智能 充電器；浮充電壓 The Design of an Electric Charge Power Supple of FlybackPopular TypeHardware Abstract In order to make the charged and the security of the leadacid battery and the nickel cadmium battery with the 24 V,36 V,48 V better ,this task designed a kind of charger in general use intelligence according to PWM .It takes AT89S51 as the core. This also realizes the accurate control with sharing the empty ratio by PWM in the aspects of the hardware . As adopting the A/D conversion electric circuit of the high resolution, this guarantees the very high accuracy of the charger at the float charging stage. It has the great signification for the fast charging of the storage battery and prolonging its life. In the whole design process of system,this task mainly adopt the mold method , the design of each mold piece all adopts the method of the contrast parison, making the whole system have the useful meaning. KeyWord: Single chip microputer； PWM； Intelligence； Float charging 1 緒論 蓄電池及其充電技術(shù)的發(fā)展與意義 當前電池特性 a. 鉛酸電池 （ 1）發(fā)展概況 鉛酸蓄電池經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善以其成本低、電壓高、原材料豐富、制造工藝簡單在二次電池獲得了最廣泛的應(yīng)用。由于采用了高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換電路，保證了充電器在浮充控制階段有很高的精度。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 通用型蓄電池充電電源硬件設(shè)計 硬件設(shè)計 院（系） 電子信息工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2020 年 6 月 通用型蓄電池充電電源硬件設(shè)計 摘要 本課題為了解決 24V、 36V、 48V 的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池的充電快速、可靠性，設(shè)計了一種基于 PWM 的通用智能充電器。它以 AT89S51 為核心，介紹了智能充電器的工作原理、硬件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、討論硬件部分的組成、以及它是如何實現(xiàn)對電池數(shù)據(jù)的采集和兩種充電模式的實現(xiàn)。對于蓄電池的快速充電和延長其壽命有很大意義。而自 70 年代末始，VRLA(閥控式免維護鉛酸蓄電池 )電池在許多工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展迅速。 90年代后，摩托車蓄電池已轉(zhuǎn)向 VRLA，而大型的固定用 VRLA 也很快發(fā) 展起來。 VRLA 具有較高的安全性和密封性，由于其正常運行時不存在對電解液的檢測，以及調(diào)酸加水等傳統(tǒng)的定期維護步驟，因而也被人們稱為免維護蓄電池。 VRLA 壽命較長，一般正常運行具有 10 年以上的浮充使用壽命。 ，循環(huán)使用時電壓一般控制在177。實踐證明，實際的浮充電壓與規(guī)定的浮充電壓相差 5％時，免維護蓄電池的壽命將縮 短一半，采用適當?shù)母〕潆妷?，密封鉛酸蓄電池的壽命可達 10 年以上。當電池電壓上升到過充電壓時，繼續(xù)大電流過充將有導致電池失水。溫度變化較大時應(yīng)加強對電壓的調(diào)節(jié)。在環(huán)境溫度為２５℃時工作很理想的普通（無溫度補償）充電器， 當環(huán)境溫度降到０℃時，電池就不能充足電，當環(huán)境溫度上升到５０℃時，電池將因嚴重的過充電而縮短壽命。在環(huán)境溫度為25℃時工作很理想的普通（無溫度補償）充電器，當環(huán)境溫度降到 0℃時，電池就不能充足電，當環(huán)境溫度上升到 50℃時，電池將因嚴重的過充電而縮短壽命。溫度變化較大時應(yīng)加強對電壓的調(diào)節(jié)。 b. 鎳鎘鎳氫電池 （ 1） 發(fā)展概況 密封鎳鎘電池效率高、循環(huán)壽命長、 能量密度大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，并且不需要維護，因此在工業(yè)和消費產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。 70 年代中期，研制成功了功率大、重量輕、壽命長、成本低的鎳氫電池，并且于 1978 年成功地將這種電池應(yīng)用在導航衛(wèi)星上，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍，而且沒有重金屬鎘帶來的污染問題。近年來，鎳氫電池受到世界各國的重視，各種新技術(shù)層出不窮。 1992年，日本三洋公司每月可生產(chǎn) 200 萬只鎳氫電池。 （ 2） 電池特性 鎳鎘電池使用過程中，如果電量沒有全部放完就開始充電，下次再放電時，就不能放出全部電量。 電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為 NiOOH（放電時）和 Ni(OH)2(充電時 )，負極板的活性物質(zhì)為 H2（放電時）和 H2O（充電時），電解液采用 30%的氫氧化鉀溶液。解決 這兩個問題的方法就是初期用大電流恒流充電以滿足充電的快速性；在充電末期以小且精確的電流進行浮充以滿足充電的可靠性。 （ 1） 大電流恒流階段 以 至 的充電率為佳，在此階段可以迅速的將電池損失的電量補充，此時，電池內(nèi)部氣體產(chǎn)生的速率大于再化合成水的速率，但此階段一般僅有數(shù)小時，不至于使電池內(nèi)部氣體壓力累積到排放的壓力值，所以在充電實際操作過程中，在限流 充電階段蓄電池電壓已經(jīng)達到該轉(zhuǎn)入恒壓充電電壓值時應(yīng)及時轉(zhuǎn)入恒壓充電方式。 （ 2） 限流恒壓充電 在恒壓期間若電流 3 小時保持一定的數(shù)值范圍不變則轉(zhuǎn)入浮充階段 （ 3） 小電流浮充階段 此時的充電電流用以補充電池因自放電而損失的電量。浮充電運行時充電方式采用的是恒壓方式，浮充電電壓必須嚴格按照廠家對蓄電池的要求保持一個恒定的值，在該電壓下充入的電量應(yīng)足以補償蓄電池由于資方點而瞬時的電量，使蓄電池長期處于充足電的狀態(tài)，同時該電壓的選擇應(yīng)使蓄電池長期處于過充點而造成的損壞擦到最低的程度。因此，為了保證在很寬的溫度范圍內(nèi)，都能使電池剛好充足電，充電器的各種轉(zhuǎn)換電壓必須隨電池電壓的溫度系數(shù)而變。 b. 鎳氫 /鎳鎘電池的充電技術(shù) （ 1） 四階段的充電方式 即分為預(yù)充電、快速充電、補足充電、涓流充電四個階段。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這 個階段稱為預(yù)充電?？焖俪潆娝俾室话阍?1C 以上，快速充時間由電池容量和充電速率決定。鎳鎘電池正常充電時，可以接受 C/10 或更低的充電速率，這樣充電時間要 10h 以上。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器就能對電池提供很小的涓流充電電流。 浮充充電器的主要問題是充電速度太慢，例如，容量為 1Ah 的電池，采用C/10 充電速率時，充電時間要 10h 以上。大部分涓流充電器中，都沒有任何電壓或溫度反饋控制，因而不能保證電池充足電后，立即關(guān)斷充電器。 為了保證充入 100%的電量，還應(yīng)加入補足充電過程。在補足充電過程中，溫度會繼續(xù)上升，當溫度超過規(guī)定的極限時，充電器轉(zhuǎn)入浮充充電狀態(tài)。電壓負增量（－Δ V） 由于電池電壓的負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，因此可以比較準確地判斷電池已充足電。然后讓電池放電，如此循環(huán)。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的 3倍左右。 充電過程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，氫氧化鎘還原為鎘。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時間增加。這個去極化過程減小了電 池的內(nèi)部壓力、溫度和內(nèi)阻。 充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。 存放時，鎳鎘電池的電量將按 C/30 到 C/50 的放電速率減小，為了補償電池因自放電而損失的電量，補足充電結(jié)束后，充電器應(yīng)自動轉(zhuǎn)入 浮充電過程。根據(jù)電池的自放電特性，浮充充電速率一般都很低。 課題背景 本課題針對蓄電池的快速充電、可靠充電技術(shù)進行開發(fā)。 蓄電池對充電器的要 求 基于免維護鉛酸蓄電池浮充運行時的溫度補償要求和補充容量充電特性的要求，充電器應(yīng)具備以下功能： a． 浮充電運行時的電壓穩(wěn)定度必須小于177。基本方法是采用蓄電池放電電流對時間的積分運算，累計所放出的安時數(shù)。 目前 充電器的不足 顯然，對充電裝置的功能要求并不僅限于上述幾點，如充電器裝置的自身運行工況的監(jiān)測與報警，多個充電器備用方式的自動切換等要求是對各種類型蓄電池用充電器均必須具備的功能。也就是說免維護蓄電池是在犧牲其使用壽命或容量不足的狀態(tài)下運行。高頻開關(guān)電源具有普通橋控型充電裝置所不具備的優(yōu)點，如具有先進的功率 因數(shù)校正網(wǎng)絡(luò)，功率因數(shù)達 ；具有極高的穩(wěn)定度，在 0100%負載內(nèi)穩(wěn)定度不大于177。 2 通用型蓄電池充電電源硬件設(shè)計 本次設(shè)計的主要任務(wù)和要求 制作一個 通用型蓄電池充電電源 ， 其要求為： AC輸入電壓： 220V177。 圖 閉環(huán)控制框圖 方案論證 a．控制對象分析： 根據(jù)如前所述的蓄電池的快速充電要求：對鉛酸