松下蓄电池充电器的设计
一、密封铅酸蓄电池的充电特性
电池充电通常要完成两个任务，首先是尽可能快地使电池恢复额定容量，另一是使用小电流充电，补充电池因自放电而损失的能量，以维持电池的额定容量。在充电过程中，铅酸电池负极板上的硫酸铅逐渐析出铅，正极板上的硫酸铅逐渐生成二氧化铅。当正负极板上的硫酸铅完全生成铅和二氧化铅后，电池开始发生过充电反应，产生氢气和氧气。这样，在非密封电池中，电解液中的水将逐渐减少。在密封铅酸蓄电池中，采用中等充电速率时，氢气和氧气能够重新化合为水。过充电开始的时间与充电的速率有关。当充电速率大于Ｃ／５时，电池容量恢复到额定容量的８０％以前，即开始发生过充电反应。只有充电速率小于Ｃ／１００，才能使电池在容量恢复到１００％后，出现过充电反应。为了使电池容量恢复到１００％，必须允许一定的过充电反应。过充电反应发生后，单格电池的电压迅速上升，达到一定数值后，上升速率减小，然后电池电压开始缓慢下降。由此可知，电池充足电后，维持电容容量的**方法就是在电池组两端加入恒定的电压。浮充电压下，充入的电流应能补充电池因自放电而失去的能量。浮充电压不能过高，以免因严重的过充电而缩短电池寿命。采用适当的浮充电压，密封铅酸蓄电池的寿命可达１０年以上。实践证明，实际的浮充电压与规定的浮充电压相差５％时，免维护蓄电池的寿命将缩短一半。铅酸电池的电压具有负温度系数，其单格值为－４ｍＶ／℃。在环境温度为２５℃时工作很理想的普通（无温度补偿）充电器，当环境温度降到０℃时，电池就不能充足电，当环境温度上升到５０℃时，电池将因严重的过充电而缩短寿命。因此，为了保证在很宽的温度范围内，都能使电池刚好充足电，充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变。
常见的几种充电模式为：
１． 限流恒压充电模式，其充电曲线和转换电压如图１所示。
２． 两阶段恒流充电模式，其充电曲线和转换电压如图２所示。
３． 恒流脉冲充电模式，其充电曲线和转换电压如图３所示。
此三种充电模式均为业界**采用，其各阶段充电电流间的转换，都分别受有温度补偿的转换电压Ｖｍｉｎ（快充**允许电压）、Ｖｂｉｋ（快充终止电压）和Ｖｆｌｔ（浮充电压）控制。国外已开发出多款具有上述功能的专用充电集成电路，如ＵＣ３９０６，ｂｑ２０３１等。
二、ＤＢ３６１６Ｃ电动自行车充电器的制作实例
目前国内市场上的电动自行车大多采用３６Ｖ或２４Ｖ密封铅酸蓄电池组，为了降低成本，与其相配套的充电器大多采用简化的恒流恒压模式，充电曲线见图４。此方案与图１相比，由于省却了补足充电阶段（即Ｖｌｋ高电压恒压过充电阶段），故电池的容量只能恢复到额定容量的８０％～９０％，同时，其充电转换电压也没有温度补偿。在冬夏两季易出现充电不足或过充电现象。再者，由于串联电池组中各个电池的自放电率亦不尽相同，如果采用恒定的浮充电压，那么将影响单体电池的充电状态。
本充电机实例采用图３充电模式，原理图见图５。本机选用ＡＣ／ＤＣ谐振式高效变换器组件ＤＢＸ６００１，作为前级隔离降压。此组件效率高达９２％以上。组件输出的６０Ｖ直流电，由ｃ、ｄ端进入后级充电电路。后级功率元件采用低导通压降器件，考虑到便携性，本机采用小型化设计，内置自动小型风扇，整机体积为７５ｍｍ×１３０ｍｍ×５０ｍｍ。ＩＣ和Ｑ１、Ｌ、Ｄ１等组成**恒流充电系统。ＩＣ采用ＳＧ３８４２，Ｒ１、ＤＺ１、Ｃ３、Ｃ４为ＩＣ的供电电路，Ｒ４、Ｃ６决定ＩＣ的振荡频率，Ｃ５、Ｒ３为补偿元件。刚开始充电时，电池电压较低，ＰＣ不导通（原理后述）。ＩＣ①脚被Ｒ３、Ｒ４拉到地电位，⑥脚输出约１００ｋＨｚ脉冲，通过Ｒ８加到Ｑ１栅极，控制Ｑ１通断。Ｑ１导通期间，ＤＢＸ６００１③脚输出的充电电流，经储能电感Ｌ、外接电池Ｅ、Ｑ１、Ｒ６到④脚。在给电池充电的同时，电感Ｌ也存储着能量，充电电流呈线性增大，并在Ｒ６上产生检测压降，经Ｒ５、Ｃ７传递到ＩＣ③脚。当③脚上的电压达到１．１Ｖ时，⑥脚关闭脉冲，Ｑ１截止。此时电感Ｌ中的磁场能释放，所产生的电流继续向电池供电。Ｄ１为Ｌ提供续流通道。平均充电电流的大小由Ｒ６决定。电池充满后，ＰＣ导通，⑧脚输出的５Ｖ电压经ＰＣ加到Ｒ２上，①脚的电位高于２．５Ｖ时，⑥脚关闭输出，充电器停止充电。
松下蓄电池原理是：
当电池电压接入ＤＢＭ３６②端时，工作于恒流脉冲充电模式，即②脚电位小于４５Ｖ时，④脚输出高电位，光耦ＰＣ不导通，ＩＣ组成的充电电路开始工作，同时Ｑ２导通，风扇ＦＳ得电工作。当电池电压逐渐升高，②脚电位达到４５Ｖ时，触发器ａ翻转，④脚输出低电平，光耦ＰＣ初级流过电流，次级导通，ＩＣ①脚高于２．５Ｖ，⑥脚停止输出脉冲，Ｑ２截止，充电器停止充电。同时风扇停转。随后电池电压逐渐下降，当电压下降到４１．５Ｖ时，触发器ａ复位，④脚输出高电平，光耦ＰＣ截止，解除对ＩＣ的封锁，充电器重新输出电流。周而复始，充电的时间越来越短，电池电压由４５Ｖ下降到４１．５Ｖ的自放电时间越来越长，电量逐步恢复到１００％。此种状态由充电指示灯ＬＥＤ充电时灭、停充时亮表现出来，而风扇的工作状态刚好与ＬＥＤ相反：充电时转动，停充时停转。Ｒ９、Ｃ１０、ＤＺ２组成ＤＢＭ３６的供电电路。
当电池电压接入③端时，ＤＢＭ３６工作于恒流恒压充电模式，开始时，充电器输出１．６Ａ恒流连续对电池充电，当电池电压上升到４５Ｖ时，ＤＢＭ３６③脚检测基准电压由４５Ｖ自动切换到４１．５Ｖ并保持不变，通过光耦ＰＣ的反馈，充电器则由恒流充电转换为恒压浮充充电状态。应当注意，如充电电流过大，使电池的温度显著增加，那么自放电电流可能会超过充电电流，温度的继续升高，使Ｖｂｌｋ不断下降，将出现严重的过充电反应，影响电池的寿命。
另外，当工作于恒流恒压充电方式时，充电器应先接入电池，然后再接入２２０Ｖ市电。否则，充电器输出的４５Ｖ电压会使ＤＢＭ３６误判，而直接切换到41.5恒压浮充状态，造成电池充电不足。用于对２４Ｖ蓄电池组的充电测控，需用ＤＢＭ２４模块。
铅酸蓄电池修复原理
什么是铅酸蓄电池硫化？
在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅，这就是硫酸盐化，简称"硫化"。这种硫酸铅的导电性不良、电阻大，溶解度和溶解速度又很小，充电时恢复困难。因而成为铅酸蓄电池容量降低和寿命缩短的主要原因。
产生硫化的原因是什么？
正常的铅酸蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，充电时比较容易地还原为铅。如果铅酸蓄电池的使用和维护不善，例如经常充电不足或过放电，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅。这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原，要求充电电压很高，由于充电时充电接受能力很差，大量析出气体。这种现象通常发生在负极，被称为不可逆硫酸盐化（硫化）。它引起铅酸蓄电池容量下降，甚至成为铅酸蓄电池寿命终止的原因。一般认为，这种不可逆硫酸盐化的原因是硫酸铅的重结晶，粗大结晶形成之后溶解度减少。硫酸铅的重结晶使晶体变大，是由于多晶体系倾向与减少小其表面自由能的结果。从结晶过程的规律可知，小结晶尺寸的溶解度大于大结晶尺寸的溶解度。因此，当长期存放或过放电时，大量的硫酸铅存在，再加上硫酸浓度和温度的波动，个别的硫酸铅晶体就可以依附靠近小晶体的溶解而长大。
铅酸蓄电池硫化的危害是什么？轻微的电池硫化，会降低铅酸蓄电池的容量，电池内阻增加，严重时则铅酸蓄电极失效，充不进电。轻微的电池硫化，尚可用一些方法使它恢复，严重时采用一般的充电方法是不能够恢复容量的。
电动车逐渐走进大众的生活，出行便利成为更多消费者选择前提。可是你知道吗，电动车虽然为人们的生活带来了更多便利，但同时电动车的保养也不容忽视哦，只要做到对电动车电池的勤保养勤维护，就能延长电动车的使用寿命。国大联创向大家介绍一些关于电动车电池养护方面的知识，是值得我们学习一下的哦！
1、掌握正确的充电时间
电动车在平时使用过程中，应根据它实际情况准确把握充电时间，根据平时使用频率及行驶里程情况，把握充电频次。正常行驶时，如果电量表显示电量低，就应充电了;如只剩下红灯亮，应停止运行，尽快充电，否则电瓶过度耗电会严重缩短电动车电池寿命。充满电后行驶运行时间较短就充电，则充电时间不宜过长，不然会形成充电过度，使电瓶发热。电动车电池过度充电、放电和充电不足也都会缩短电瓶寿命。一般情况蓄电池充电平均时间在10小时左右。充电过程如电池温度太烫超过65℃，应停止充电。
2、电动车电池存放时严禁处于亏电状态
亏电状态是指电池使用后没有及时给予充电。在电池亏电情况下存放电池，很容易会出现硫酸盐化，会有硫酸铅结晶物附着在极板上，也会堵塞电离子通道，造成充电不足，电池容量下降。电池亏电闲置时间越长，电池损坏越重。因此，电池闲置不用时，应每月定期补充电一次，这样就能比较好地保持电池健康状态。
3、尽量避免猛加速
在使用过程中，如果电动车的行驶里程在短时间内突然大幅度下降十几公里，则很有可能是电池组中**少有一块电池出现问题。电动车在起步、载人、上坡时，尽量避免猛加速，形成瞬间大电流放电。大电流放电容易导致产生硫酸铅结晶，从而损害电池极板的物理性能。
4、严禁在阳光下长时间暴晒
温度过高的环境会使蓄电池内部压力增加而使电池失水，引发电池活性下降，加速极板老化。
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（王浩为你服务）
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