1 充電算法
直流斷路器保護特性測試儀控制技術。根據(jù)充電電池的原理,同種工藝的電池理想的充電曲線大致相似,而具體的電壓數(shù)值有所差別的特點,應用信息技術進行控制,可達到*佳充電效果。為實現(xiàn)大電流充電,又要保護電池,蓄電池采用圖2 所示的充電方式,充電階段可以分成4 個階段。
2.1.1 涓流短時充電
充電器開始工作后,首先檢測蓄電池的電池電壓,若電池電壓低于9.5V,充電器不工作。若電池電壓大于怨.5V而小于10.5V,說明蓄電池曾經(jīng)過度放電,為避免對蓄電池充電電流過大,造成熱失控,微處理器通過監(jiān)測蓄電池的電壓,對蓄電池實行穩(wěn)定小電流涓流充電,激活蓄電池。在涓流充電階段,電池電壓開始上升,當電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時,則轉入恒流充電階段。
2.1.2 恒流充電
該階段為大電流恒流充電,電流值為I2 ,因蓄電池容量而異,一般為I2 越0.1C(C 為蓄電池組的容量),持續(xù)時間為T2,在恒流充電狀態(tài)下,不斷檢測電池端電壓,當電池電壓達到飽和電壓時,恒流充電狀態(tài)終止。
2.1.3 恒壓充電
該階段為恒壓充電,電壓值為14.7V,它是蓄電池節(jié)數(shù)與蓄電池溫度的函數(shù),這時充電電流逐漸減小,恒壓充電時,保持充電電壓不變。充電電流不斷下降,當充電電流下降到恒流狀態(tài)下充電電流的1/10 時,終止恒壓充電。
2.1.4浮充電
該階段主要用來補充蓄電池自放電所消耗的能量,電池電壓達到13.8V時,此時標志著充電過程結束。
2.2 充電終止控制
電池在充滿電后,如果不及時停止充電,電池的溫度將迅速上升。溫度的升高將加速蓄電池板柵腐蝕速度及電解液的分解,從而縮短電池壽命、容量下降。為了保證電池充足電又不過充電,采用具有定時控制、溫度控制和電池電壓、電流控制功能的綜合控制法。
3 軟件設計
因為不同種類的電池有不同的充電特性,所以充電器要能根據(jù)具體電池的類型,控制不同的充電狀態(tài)。在充電的關鍵階段采用了模糊控制方法,這些通過程序控制實現(xiàn)。充電主程序流程圖如圖猿所示。程序具體實現(xiàn)過程為:單片機首先進行初始化,然后對蓄電池的電壓進行測量,產(chǎn)生電壓偏差和變化率信號,偏差及變化率信號進入模糊控制器后,經(jīng)過模糊處理,輸出電流信息,從而適時和正確地控制充電方式和過程。參照充電曲線圖(圖2),在充電過程中不斷檢測電池是否充滿,當檢測己經(jīng)充滿時,提示用戶電池已充足,充電器自動進入浮充維護狀態(tài)。若在充/供電過程時出現(xiàn)故障,LPC933 微控制器會及時停止輸出并報故障。模糊處理和終止條件的判決為整個智能充電器的關鍵,關系著充電器性能的好壞。
4 充電器的硬件設計特點
根據(jù)生產(chǎn)商的銷售市場主要面對歐美市場同時兼顧國內(nèi)的特點,直流斷路器保護特性測試儀控制技術,硬件設計采用跳線的方式使產(chǎn)品可以適應110~220災的電源和12~36V的電池。110/220V的交換開關K1(如圖1所示),可以實現(xiàn)110V的倍壓整流和220V的全波整流的切換。
直流輸出電路有可擴展端口,可以通過串、并聯(lián)的方式,生產(chǎn)出不同規(guī)格的充電器??煽氐某潆婋娏?,通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RW1(如圖1 所示),調(diào)高或降低負反饋的電壓值,可以實現(xiàn)充電電流在園耀50 A范圍內(nèi)的任意設定。
5 結語
隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以及移動電話、便攜式計算機、電動自行車等高附加值產(chǎn)品的普及,越來越多的產(chǎn)品需要充電的同時,也要求盡可能地延長電池的壽命。Power Smart公司根據(jù)多次試驗結果得出結論:若采用合適的充電方式,電池的使用壽命大約可提高30%。大量的實驗表明:采用以LPC933 和SG3525 為核心的控制電路設計的智能充電器,能夠實現(xiàn)對鉛酸電池進行大電流的充電,并能夠根據(jù)充電過程自動調(diào)整控制參數(shù)以及故障自診斷,可以實現(xiàn)充電過程的無人值守,延長電池的使用壽命。這種技術推廣到市場,必將占有一定的市場份額,從而帶來的社會效益和經(jīng)濟效益