鎳鎘電池智能充電器的研制

　　
此開關(guān)電源屬于復(fù)合式開關(guān)電源，采用TL431的精密基準(zhǔn)和PC817組成反饋電路。整個(gè)工作過程：交流輸入經(jīng)濾波、整流后成為直流高壓，再由功率開關(guān)管斬波、高頻變壓器降壓后得到高頻矩形波電壓，最后經(jīng)過輸出整流濾波器，獲得所需要的直流輸出電壓。此開關(guān)電源達(dá)到了：交流輸入電壓范圍為90～270V，能同時(shí)輸出+5V(作為控制部分電源)及4.4~11.3V(主回路)的電壓，輸出電流為1A。其電路如圖3所示。

控制電路部分主要由AT89C2051、ADC TLC0832、運(yùn)放LM358及數(shù)字電位器X9C102、分壓電阻、電流采樣電阻組成。單片機(jī)對正在充電的電池進(jìn)行實(shí)時(shí)電壓、電流取樣，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)電池不同的充電狀態(tài)采取不同的充電算法，通過數(shù)字電位器對開關(guān)電源的輸出電壓進(jìn)行控制，通過改變電池組端電壓來達(dá)到控制充電過程的目的。

　　電路接上蓄電池后，充電過程開始，當(dāng)檢測到電池電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，充電器軟啟動，充電電壓、電流逐漸增加到額定恒定充電電流值，進(jìn)行恒流充電，“正充電”LED燈閃爍，同時(shí)開始計(jì)時(shí)。此后不斷檢測電池電壓，當(dāng)電池電壓大于或達(dá)到規(guī)定的最大值(該電池規(guī)定的最大值為10．5V)或充電時(shí)間等于5小時(shí)后，單片機(jī)發(fā)出指令，減小數(shù)控輸出值大小，使充電電流減小，轉(zhuǎn)為涓流充電(0．1A)，“已充滿”LED指示燈亮。這樣就避免了因電池溫升過快或嚴(yán)重極化，影響充電質(zhì)量、降低蓄電池的使用壽命甚至產(chǎn)生事故，從而快速、安全、高質(zhì)量地完成充電過程。

　　4 軟件智能控制

在程序的初始階段首先應(yīng)對單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后判斷電池是否連接正確，根據(jù)電池電壓判斷應(yīng)該進(jìn)入哪一個(gè)充電階段，即恒

流或者涓流充電方式。恒流方式：不斷檢測流過電池的電流是否達(dá)到恒定電流(1A)，如果小于lA則抬高電池兩端的電壓使之達(dá)到lA(在電池兩端電壓小于電池的最大充電電壓10．5V的前提下)。涓流方式：在電池兩端電壓達(dá)到最大值后進(jìn)入涓流充電模式。程序結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

本文提出一種恒流限壓、智能控制的充電方案，能很好地解決鎳鎘蓄電池組在充電過程中存在的過充電、充電不足、發(fā)熱等問題。該充電器已批量生產(chǎn)并投入使用，效果令人滿意。同時(shí)，在已有的基礎(chǔ)上針對不同種類的電池，只要根據(jù)不同電池的最佳充電曲線對控制器中的程序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，就能對不同類型的電池進(jìn)行充電。