智能充電器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-09 03:35本頁面
【正文】 生變化。3）電化學(xué)極化：這種極化是由于電極上進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)的速度，落后于電極上電子運(yùn)動(dòng)的速度造成的。放電時(shí)，立即有電子釋放給外電路。這種表面負(fù)電荷減少的狀態(tài)促進(jìn)金屬中電子離開電極，金屬表面 M+轉(zhuǎn)入溶液，加速 MeeMe+反應(yīng)進(jìn)行。但與放電前相比，電極表面所帶負(fù)電荷數(shù)目減少了，于此對應(yīng)的電極電勢變正。同理，電池正極放電時(shí)，電極表面所帶正電荷數(shù)目減少，電極電勢變負(fù)。 蓄電池種類目前常用的四種化學(xué)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(shí)間大電流的應(yīng)用場合很具吸引力。如果在充電前進(jìn)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(shí)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(jìn)行充電,可采用快速、標(biāo)準(zhǔn)或者涓流的方式進(jìn)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(shí),通常需要兩個(gè)多小時(shí)才能把電池充滿。在恒流充電時(shí),電池電壓會緩慢達(dá)到峰值(ΔV/Δt 變?yōu)?0),鎳氫電池需在這個(gè)峰值點(diǎn)終止快速充電,鎳鉻電池的充電須在峰值點(diǎn)后當(dāng)電池電壓開始下降時(shí)(ΔV/Δt 變?yōu)樨?fù))即終止快速充電,否則會導(dǎo)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(shí)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(shù)領(lǐng)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(dá)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(xué)電池,充電時(shí)需用一個(gè)電壓—電流源來進(jìn)行充電?？焖俪潆婇_始時(shí),電池的電壓比較低,充電電流即為電流極限。2V 時(shí)，此時(shí)即可終止充電。從隨身聽到數(shù)碼相機(jī)，從手機(jī)到筆記本電腦，幾乎所有用到電池的電器設(shè)備都需要用到充電器。 單片機(jī)在電池充電器領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，利用它的處理控制能力可以實(shí)現(xiàn)充電器的智能化。5設(shè)計(jì)要求如下：1）具有預(yù)充、快充和慢充的功能2）具有自動(dòng)斷電的充電保護(hù)功能3）具有充電完成報(bào)警提示的功能6第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路分析 智能化的實(shí)現(xiàn)充電的實(shí)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(shí)現(xiàn)充電器的智能化呢？ 充電器實(shí)現(xiàn)的方式不同會導(dǎo)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(bǔ)充充電。鋰電池是手機(jī)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(yīng)，可重復(fù)充電多次，使用壽命較長，價(jià)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?fù)p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(shí)間內(nèi)將電量充足，而且還可以對電池起到一定的維護(hù)作用，修復(fù)由于使用不當(dāng)造成的記憶效應(yīng)，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(rèn)較好的△v 檢測，可以檢測出電池充電飽和時(shí)發(fā)出的電壓變化信號，比較精確地結(jié)束充電工作，通過單片機(jī)對這些芯片的控制，可以實(shí)現(xiàn)充電過程的智能化?！ 「〕鋾r(shí)要嚴(yán)格掌握充電電壓，如額定電壓為 12V 的蓄電池，其充電電壓應(yīng)在 ～ 之間。電壓的調(diào)定，應(yīng)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(shí)，當(dāng)充電安培小時(shí)數(shù)達(dá)到放電安培小時(shí)數(shù)的 90％時(shí)，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(diǎn)設(shè)計(jì)出具有快充和慢充的智能型鉛酸蓄電池充電器。圖 所示為該充電器的充電電流、電壓曲線。 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(jìn)行充電器的設(shè)計(jì)。 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(shí)間。本設(shè)計(jì)要求充電快速且具有優(yōu)良的電池保護(hù)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(shè)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(guān)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(shí)器和過放電電池的低電流預(yù)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(dòng)檢測。9) 可編程安全定時(shí)器。11) 可選/可調(diào)節(jié)自動(dòng)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(shí)器、溫度檢測器和主控制器。當(dāng)檢測到輸入電流大于設(shè)定的門限電流時(shí)，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(yīng)管，可以對單節(jié)鋰電池進(jìn)行安全有效的快充，其最大特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)預(yù)充電，具有過壓保護(hù)和溫度保
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