鎳鎘電池智能充電器的研制

　　
此開(kāi)關(guān)電源屬于復合式開(kāi)關(guān)電源，采用TL431的精密基準和PC817組成反饋電路。整個(gè)工作過(guò)程：交流輸入經(jīng)濾波、整流后成為直流高壓，再由功率開(kāi)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(guò)輸出整流濾波器，獲得所需要的直流輸出電壓。此開(kāi)關(guān)電源達到了：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、運放LM358及數字電位器X9C102、分壓電阻、電流采樣電阻組成。單片機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轉換后輸入單片機。單片機根據電池不同的充電狀態(tài)采取不同的充電算法，通過(guò)數字電位器對開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓進(jìn)行控制，通過(guò)改變電池組端電壓來(lái)達到控制充電過(guò)程的目的。

　　電路接上蓄電池后，充電過(guò)程開(kāi)始，當檢測到電池電壓在正常范圍內時(shí)，充電器軟啟動(dòng)，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(kāi)始計時(shí)。此后不斷檢測電池電壓，當電池電壓大于或達到規定的最大值(該電池規定的最大值為10．5V)或充電時(shí)間等于5小時(shí)后，單片機發(fā)出指令，減小數控輸出值大小，使充電電流減小，轉為涓流充電(0．1A)，“已充滿(mǎn)”LED指示燈亮。這樣就避免了因電池溫升過(guò)快或嚴重極化，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(guò)程。

　　4 軟件智能控制

在程序的初始階段首先應對單片機進(jìn)行初始化，然后判斷電池是否連接正確，根據電池電壓判斷應該進(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(guò)電池的電流是否達到恒定電流(1A)，如果小于lA則抬高電池兩端的電壓使之達到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：在電池兩端電壓達到最大值后進(jìn)入涓流充電模式。程序結構圖如圖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(guò)程中存在的過(guò)充電、充電不足、發(fā)熱等問(wèn)題。該充電器已批量生產(chǎn)并投入使用，效果令人滿(mǎn)意。同時(shí)，在已有的基礎上針對不同種類(lèi)的電池，只要根據不同電池的最佳充電曲線(xiàn)對控制器中的程序進(jìn)行相應的調整，就能對不同類(lèi)型的電池進(jìn)行充電。