蓄电池充电器的设计

蓄电池充电器的设计摘要蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点,因此广泛应用于国防、通信、铁路、交通、工农业生产部门。近年来全密封免维护蓄电池由于密封好、无泄漏、无污染等优点,从而得到了广泛应用。蓄电池充电器，将高频开关电源技术与嵌入式微机控制技术有机地结合，运用先进的智能动态调整技术，实现优化充电特性曲线，有效延长蓄电池的使用寿命。它采用恒流、W阶段、恒压、小恒流四个阶段充电方式，具有充电效率高，可靠性高、操作简便，重量轻，体积小等特点。本文主要分为四大部分，一是蓄电池充电器，二是蓄电池充电器设计要求与方案论证，三是蓄电池充电原理与方法，四是蓄电池充电器设计分析。关键词：蓄电池；充电器；方案设计；恒定电流；软件设计DesignofbatterychargerAbstractBatteryhastheadvantagesoflowcost,reliablepowersupply,voltagestability,soitiswidelyusedinnationaldefense,communications,railway,transportation,industrialandagriculturalproductionsector.Inrecentyears,themaintenancefreebatteryiswidelyusedbecauseoftheadvantagesofgoodsealing,noleakage,nopollutionetc..Batterycharger,thehighfrequencyswitchingpowersupplytechnologyandtheembeddedmicrocomputercontroltechnology,theuseofadvancedintelligentdynamicadjustmenttechnologytoachieveoptimalchargingcharacteristicscurve,effectivelyextendtheservicelifeofthebattery.Itusesfourstagesofconstantcurrent,Wstage,constantpressure,smallconstantcurrentchargingmode,withhighefficiency,highreliability,simpleoperation,lightweight,smallsizeandsoon.Thispaperisdividedintofourparts,oneisthebatterycharger,thetwoisthebatterychargerdesignrequirementsandschemedemonstration,threeisthebatterychargeprincipleandmethod,fouristhebatterychargerdesignanalysis.Keywords:battery;charger;schemedesign;constantcurrent;softwaredesign目录前言................................................................................................................................4一、蓄电池充电器........................................................................................................4（一）蓄电池......................................................................................................41.蓄电池简介.............................................................................................42.蓄电池原理和构成.................................................................................43.蓄电池分类.............................................................................................5（二）蓄电池充电器..........................................................................................51.充电器.....................................................................................................52.蓄电池充电器.........................................................................................5二、蓄电池充电器设计要求与方案论证....................................................................6（一）要求..........................................................................................................61.基本要求.............................................................................................62.发挥部分.............................................................................................6（二）系统方案论证......................................................................................6三、蓄电池充电原理与方法......................................................................................7（一）蓄电池充电原理......................................................................................7（二）蓄电池常用的充电方法..........................................................................71.恒定电流充电法.....................................................................................72.恒定电压充电法.....................................................................................83.阶段等流充电法.....................................................................................84.浮充电法.................................................................................................8四、蓄电池充电器设计分析........................................................................................9（一）主电路方案..............................................................................................9（二）充电器控制电路方案..............................................................................9（三）充电器软件设计......................................................................................91.DSP资源分配........................................................................................102.软件工作流程设计...............................................................................10结论..............................................................................................................................11前言铅蓄电池已经发明了100多年，并且在不断发展。铅蓄电池也属于一种化学能与电能相互转化的装置。铅蓄电池的特点包括电动势高、充放电可逆性好、使用温度范围宽、生产工艺易于掌握、原材料丰富价廉，而且在工业上获得了广泛的应用。蓄电池属于一种可循环利用的能源，其中人们最关注的问题就是其反复利用的次数，也就是它的使用寿命。蓄电池充电技术就是实现电池反复利用的关键，所以说，设计一个好的充电器对电池的利用来说是非常重要的。就现在的研究来说，对电池进行充电有多重技术，有脉冲充电、利用PWM控制充电，除此之外，还有结合单片机控制风进行设计的充电器。总体而言，充电一般来说可以分为三种状态，一是大电流恒流充电，二是高电压过充电状态，三是低电压恒压浮充状态。科学的充电技术不能能够提高充电速率，保证电池充电效果，而且还能够最大限度的维护电池寿命，维持电池的使用性能。一、蓄电池充电器（一）蓄电池化学能转化成电能的装置叫化学电池，一般来说就简称为电池。放电后能够用充电的方式使内部活性物质再生，也就是把电能储存为化学能；在需要放电的时候将化学能转化为电能，将这类电池称作是蓄电池，也称二次电池。1.蓄电池简介所谓蓄电池，就是贮存化学能量，在必要时能够放出电能的一种电气化学设备。它是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常来说指的是铅酸蓄电池，这是电池中的一种，也属于二次电池，其工作原理是在充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，将电能储存为化学能，需要放电时再次将化学能转化为电能输出，比如生活中常用的手机电池，电动车电池等等。2.蓄电池原理和构成（1）蓄电池化学原理方程式：总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符号2PbSO4(s)+2H2O(l)放电时：负Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)正PbO2(s)+2e-+SO42-(ap)=PbSO4(s)+2H2O(l)总Pb(s)+Pb