智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现

智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现

智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现

南京金陵汽车配件制造厂(210032) 彭和平

南京东南大学电气工程系(210096) 江正战

摘 要: 为延长蓄电池的使用寿命,综合浮充和循环充两种充电方式的优点,提出和分析了快充、慢充和涓流充三个阶段的充电过程,并据此设计了应用单片机PIC16C54进行PWM控制的智能型铅酸蓄电池充电器。经多种试验,充电效果良好。

关键词: 铅酸蓄电池 智能型充电器 单片机PIC16C54 PWM(脉冲宽度调制)控制

铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉,使用十分广泛。由于其固有的特性,若使用不当,寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。因此,设计一种全新的智能型铅酸蓄电池充电器是十分必要的。

1 常规充电方式

铅酸蓄电池的常规充电方式有两种:浮充(又称恒压充电)和循环充电。

浮充时要严格掌握充电电压,如额定电压为12V的蓄电池,其充电电压应在13.5~13.8V之间。浮充电压过低,蓄电池会充不满,过高则会造成过量充电。电压的调定,应以初期充电电流不超过0.3C(C为蓄电池的额定容量)为原则。

循环充电,其初期充电电流也不宜超过0.3C,充电的安培小时数要略大于放电安培小时数。也可先以0.1C的充电速率恒流充电数小时,当充电安培小时数达到放电安培小时数的90%时,再改用浮充电压充电,直至充满。

以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式,但这两种方式存在着一些不足之处。在充电过程中,电池电压逐渐增高,充电电流逐渐降低。由于恒压充电不管电池电压的实际状态,充电电压总是恒定的,充电电流刚开始比较大,然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电,易导致电池损坏。对于循环充电而言,采用较小电流充电,充电效果较好。但对于大容量的蓄电池,充电时间就会拖得很长,时效低,造成诸多不便。

2 智能型充电器的充电过程分析

通过对上述两种充电方式的分析比较,综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。该充电器采用单片机控制,充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段,充电效果更佳。图1所示为该充电器的充电电流、电压曲线。

智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现

从图1可以看出:在快充阶段(0~t1),充电器以恒定电流1C对蓄电池充电,由单片机控制快充时间,避免过量充电;在慢充阶段(t1~t2),单片机输出PWM控制信号,控制斩波开关通断,以

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