【正文】 電荷減少的狀態(tài)促進金屬中電子離開電極，金屬表面 M+轉(zhuǎn)入溶液，加速 MeeMe+反應進行。但與放 電前相比，電極表面所帶負電荷數(shù)目減少了，于此對應的電極電勢變正。同理，電池正極放電時，電極表面所帶正電荷數(shù)目減少，電極電勢變負。 蓄電池種類 目前常用的四種化學電池是鉛酸電池 (PbSO4)、鋰離子電池 (Li+)、鎳鉻電池(NiCd)和鎳氫電池 (NiMH)。 鎳鉻電池的容量比鎳氫電池或鋰離子電池低 ,具有低阻抗特性 ,對于需要短時間大 電流的應用場合很具吸引力。如果在充電前進行完全放電 ,使每節(jié)電池的電壓降到 1鎳氫電池具有較高的容量 ,但其自放電率也較高 ,約為鎳鉻電池的二倍。所以鎳氫電池不宜用于需要長時間保持電池容量的場合就充電方式而言 ,兩種電池非常相似 ,都是以恒流的方式進行充電 ,可采用快速 、標準或者涓流的方式進行充電。由于存在內(nèi)部損耗 ,充電效率一般小于 100%,所以 ,在采用 C/2的速率充電時 ,通常需要兩個多小時才 4 能把電池充滿。在恒流充電時 ,電池電壓會緩慢達到峰值 (Δ V/Δ t 變?yōu)?0),鎳氫電池需在這個峰值點終止快速充電 ,鎳鉻電池的充電須在峰值點后當電池電壓開始 下降時 (Δ V/Δ t 變?yōu)樨?)即終止快速充電 ,否則會導致電池內(nèi)壓力和溫度上升而損壞電池。對于鎳鉻電池和鎳氫電池 ,還可以采用比較簡便的涓流充電 ,這時只會造成極小的溫升 ,不會損壞電池 ,也就無需終止涓流充電或者監(jiān)測電池的電壓。 過去幾年中 ,電池技術領域最突出的創(chuàng)新就是鋰離子電池。從容量 /體積比來衡量 ,鋰離子電池比鎳氫電池高出 10%～ 30%,從容量 /質(zhì)量比來看 ,鋰離子電池比鎳氫電池高出近兩倍。要達到最大容量就必須充電到最高電壓 ,而過高的電壓和過大的充電或放電電流又會造成電池的永久性損壞。鋰離子電池的充電方式不同于鎳基材料的化學電池 ,充電時需用一個電壓 — 電流源來進行充電?？焖俪潆婇_始時 ,電池的電壓比較低 ,充電電流即為電流極限。2V 時 ， 此時即可終止充 電。從隨身聽到數(shù)碼相機，從手機到筆記本電腦，幾乎所有用到電池的電器設備都需要用到充電器。 單片機在電池充電器領域也有著廣泛的應用，利用它的處理控制能力可以實現(xiàn)充電器的智能化。 設計要求如下： 1） 具有預充、快充和慢充的功能 5 2） 具有自動斷電的充電保護功能 3） 具有充電完成報警提示的功能 6 第二章 系統(tǒng)設計思路分析 智能化的實現(xiàn) 充電的實現(xiàn)，它包括兩部分：一是充電過程的控制；二是需要提供基本的充電電壓。它為什么需要實現(xiàn)充電器的智能化呢？ 充電器實現(xiàn)的方式不同會導致充電效果的不同。一些低成本的充電器采用電壓比較法，為了防止過充，一般充電到 90％就停止大電流快充，而采用小電流涓流補充充電。鋰電池是手機最為常用的一種電池，它具有較高的能量重量比、能量體積比，具有記憶效應，可重復充電多次，使用壽命較長，價格也越來越低。為了有效利用電池容量，需將鋰電池充電至最大電壓，但是過壓充電會造成電池損壞，這就要求較高的控制精度。 一部好的充電器不但能在短時間內(nèi)將電量充足，而且還可以對電池起到一定的維護作用，修復由于使用不當造成的 記憶效應，即容量下降 (電池活性衰退 )現(xiàn)象。專用的充電芯片具備業(yè)界公認較好的 △ v 檢測，可以檢測出電池充電飽和時發(fā)出的電壓變化信號，比較精確地結束充電工作，通過單片機對這些芯片的控制，可以實現(xiàn)充電過程的智能化。 浮充時要嚴格掌握充電電壓，如額定電壓為 12V的蓄電池，其充電電壓應在～ 之間。電壓的調(diào)定，應以初期充電電流不超過 (C 為蓄電池的額定容量 )為原則。也可先以 的充電速率恒流充電數(shù)小時，當充電安培小時數(shù)達到放電安培小時數(shù)的 90％時，再改用浮充電壓充電，直至充滿。在充電過程中，電池電壓逐漸增高，充電電流逐漸降低。對于循環(huán)充電而言，采用較小電流充電，充電效果較好。 通過對上述兩種充電方式的分析比較，綜合其優(yōu)點設計出具有快充和慢充的智能型鉛酸蓄電池充電器。圖 、電壓曲線。 I(A)、 U(V) 1C o t(h) 快 t1 充 慢充 t2 涓流充 t3 8 芯片選用及介紹 芯片 選擇 目前市場上存在大量的電池充電芯片，它們可直接用于進行充電器的設計。 1)電池類型：不同的電池 (鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等 )需選擇不同的充電芯片。 3)電流值：充電電流的大小決定了充電時間。 本設計 要求充電快速且具有優(yōu)良的電池保護能力，據(jù)此選擇 Maxim 公司的MAXl898 作為電池充電芯片。 MAX1898提供精確的恒流 /恒壓充電，電池電壓調(diào)節(jié)精度為 177。充電電流可由用戶設定，采用內(nèi)部檢流，無須外部檢流電阻。 MAXl898 還具有其他一些功能，包括輸入關斷控制、可選的充電周期重啟 (無須重新上電 )、可選的充電終止安全定時器和過放電電池的低電流預充。 2) 使用低成本的 PNP 或 PMOS 調(diào)整元件。 4) 內(nèi)置檢流電阻。 ％電壓精度。 7) 輸入電源自動檢測。 9) 可編程安全定時器。 11) 可選 /可調(diào)節(jié)自動重啟。 MAX1898 芯片的充電工作原理 充電芯片 MAXl898 的內(nèi)部電路包括輸入電流調(diào)節(jié)器 、電壓檢測器、充電電流檢測器、定時器、溫度檢測器和主控制器。當檢測到輸入電流大于設定的門限電流時，通過降低充電電流從而控制輸入電流。 MAXl898 外接限流型充電電源和 P 溝道場效應管，可以對單節(jié)鋰電池進行 安全有效的快充，其最大特點是：在不使用電感的情況下，仍能做到很低的功率耗散，可以實現(xiàn)預充電，具有過壓保護和溫度保護功能，最長充電時問的限制可為鋰電池提供二次保護。 當充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內(nèi)時，插入電池將啟動一次充電過程；充電結束的