如何设计优秀的电池充电器

在可充电池化学电池或物理电池的运用过程中,充电器是其成功运用的重要装置, 所以可充电池一出世,充电器便是个关键问题,因为充电器的好坏直接影响到电池的两个重要技术指标:可充电池的使用容量;可充电 池的循环使用?#38382;?#21363;使用寿命。然而直到六十年代以前,充电器技术并没有得到长足发展,普遍采用的方法主要是恒流或恒压充电方法, 充电效果不是太理想。这种状况直到六十年代基于最低出气率可充曲线原理发现电池可接受充电电流大小随时间按指数规律下降这一规律后, 才证实恒流或恒压充电均不是最适合的方法。因为恒流充电时,其起始充电电流总是低于电池的可接受能力,造成充电效?#23454;停?#20805;电时间长, 而在充电后期,最终的充电电流又总是高于电池可接受的程度,因而电池内?#31185;?#20307;析出率不断增加,到充电结束时,所有充电电流全部供给气 体析出,电池内部电压迅速增加,电池温度也随之迅速上升,造成每次充电电极上都有活性物质脱落,从而大大降低了电池的寿命,而恒压 充电方法在充电初期电池内阻极低致使充电电流过大,而随时间并不按指数规律下降常偏离制定曲线

 

根据充电曲线研究实验,又提出了所谓的两?#38382;健?#19977;?#38382;?#25110;更多?#38382;?#20805;电。所谓两?#38382;?#20805;电指首先对电池进行恒流或恒压充电,当电池电压达到 一定程度,然后对电池进行涓流充电:所谓三?#38382;?#19968;般是首先对电池进行恒流充是,待电池电压达到电压阀值后转化为第二阶段,即所谓限压充 电阶段,当充电电流小到某种程度后转化为第三阶段.即所谓限压充电。另外,由于实际运用的需要,往往还希望对电池进行快速充电.影响充 电器快速充电还有两个重要因素:一是极化电压:二是记忆效应,其中极化电压是在充电过程中,电荷堆积于电池电极上而产生的反问电压,实 际上表现为对电池内阻的增加上,消除它的有效方法是采用负脉冲方法在电池两端瞬间放电去除电极上堆积的电荷.并由此产生了脉冲充电方法: 记忆效应并不是所有电池都有,可以通过多次的充放电即可消除。上述两?#20013;?#24212;应该在充电控制器设计中予以重视。

 

实际上,充电控制器在近年采取得了长足的发展,一个明显的标志就是世界上大多数的半导体厂商大都出品了自己的充电器芯片,有的还带有 中央处理器 (即CPU)。 尽管已经有了多种充电方法,而且也有一定的效果,然而大多忽略了一个重要事实,即充电电池并不是工作于理想状态, 每个电池都有自己独特的个性.确切地?#24471;?#20010;充电电池都有自己有别干其它甚至是同类电池的充放电曲线,?#20204;?#32447;甚至在充电过程中还足动态变 化的,这就意味着好的充电控制模?#25509;?#35813;是变化的,而且应该与电池的充放电曲线变化一致才是最佳的。事实上,每个电池在充电的?#25105;?#26102;刻总 存在一个最佳的充电电流和充电模式的,问题是我们如何才能逼近这个最佳值。 

综合起来,判断规则有如下几种:

●定时控制;

●电压控制(含最高电压:电压负增量:电压零增量等);

●温度控制(包括最高温度,最高?#24459;何?#24230;变化?#23454;?;

●电流控制?#21462;?/p>

较好的办法是采用综合判断方法,对每个指标进行跟踪,并按模糊数学原理?#30452;?#35760;分,按照置信度做出最佳判断。


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