蓄电池充电控制回路.doc

蓄电池充电控制电路一、 电池特性1铅蓄电池基本工作原理 （1）放电过程 负电极 正电极 总反应： 双电层:负极板上为负电荷层、电极外表面为正电荷层。 负电极电位电解液：-0.13V 正电极电位：2V （2）充电过程： 正极板: 负极板:3.铅蓄电池特性电动势、内电阻、充放电曲线、容量和自放电是表征蓄电池电气性能的主要参数。（1）电动势 与温度,电解液密度有关。E=0.84+d （V）(经验公式)其中 d:15 时的电解液密度，一般1.051.30g/cm3放电时间电动势每个单隔近似2V, 12HK-28（2）内电阻 内阻构成：极板电阻、电解液电阻、隔板电阻和电解液与电极间过渡电阻组成。主要是电解液电阻,过渡电阻。一般在0.0010.01电解液电阻电解液浓度浓度过大,动性差，电阻大；浓度小，离子少，电阻大。d =1.20g/cm3 ，电阻率最小。 过渡电阻与极板面积、极片疏松度有关，增大面积、片数、疏松度 ，内阻与充放电程度有关， 放电时间，PbSO4 堵死极板微孔,反应深度，内阻与温度有关： T ，电解液流动差, 内阻。（3）放电特性 刚开始快速下降，中间较平坦，持续时间长，终止时，电压下降，须 切除负载，E回升终止电压：铅蓄电池1.7V放电特性与电流关系：放电i小，则放电时间t，电池电压和终止电压高。放电特性与温度关系：T高，则r小，放电电压高 ，终止电压也高T太高影响寿命。（4）充电特性 充电结束时，极板上活性物质几乎全部还原。 电池电压 ：2.3V。继续充电：水电解，电势，可达2.6V。（5）容量容量计算：充足电终止电压。额定容量:：通常在电解液温度为25 ，以额定电流连续放电，放到终止电压的时间与放电电流的积为电池的额定容量。 1C(1倍率)电流，连续放电1小时的容量实际电池容量： 放电电流、电解液温度有关低温，大电流放电，容量显著减小单位:AH(mAH)容量决定于参加化学反应的活性物质 。1） 活性物质的数量；2）活性物质的利用率。活性物质的利用率结构：减小极板厚度，增加极板面积，提高疏松程度。（6）自放电极板和电解液中含有金属杂质，与极板有效 材料构成微型电池，由电解液短路。长期存储的铅蓄电池必须定期充电。二、充电控制要求 充电对象：24V蓄电池，可选择铅蓄、镍镉、锌银、锂电池中的一种 本题选择铅蓄电池，铅蓄电池比较常用电路要求：充电输入电压28V分析：民用电为220V三相交流电，要想得到28V直流电为24V铅蓄电池充电，必须经过一系列的电能变换。 书上有提到：蓄电池充电器的构成与工作原理与电子式变压整流器基本相同，不同的地方有：充电器的容量一般比较小，在1kW上下，故逆变桥可用半桥结构；控制方式主要为恒流控制，故输出电压决定于蓄电池充电程度。电子式变压整流器主要由主电路和控制电路两部分构成。主电路由输入三相整流桥、直流滤波器、单相逆变桥、高频降压变压器、和输出整流滤波电路等构成。三、主电路C1220V 主电路构成：主电路由自耦变压器、输入三相整流桥、直流滤波电容、单相半桥式逆变桥、逆变桥滤波电路、高频降压变压器、输出整流滤波电路和降压式直流变换器等构成。主电路分析：自耦变压器起到隔离的作用，其变比为2：1，可以将220V三相交流电转换为110V三相交流电。输入三相整流桥将110V/190.5V三相交流电转换为257.4V直流电。 C1为直流滤波电容，起到直流滤波的作用。单相半桥式逆变桥将257.4V直流电转变为有效值为257.4V单相交流电（180度导通型），其基波分量为257.4=231.7。改变逆变桥晶体管导通比，用于保持输出电压恒定。改变导通比，使其输出交流电压基波分量有效值为217.8V。经逆变桥滤波电路，滤去高次谐波，使其输出波形更接近正弦波。高频降压式变压器的变比为7:1，可以将217.8V交流电转换为31.1V交流电。高频变压器的好处是可以减轻自身的体积重量，但缺点是其损耗有所加大。输出整流电路将高频降压式变压器降压后的交流电转变为28V的直流电。降压式直流变换器可以通过调节晶体管的导通比使输出电流稳定在某值，实现恒流充电。最后接蓄电池，即可对其进行充电。四、控制电路控制电路构成：控制电路由电压电流调节器、直流分量调节电路、PWM信号产生电路和晶体管基极驱动电路控制电路分析：主要用于控制逆变桥和降压式直流变换器的晶体管的导通与关断。以控制逆变桥的输出电压和最后输入蓄电池的电流保持恒定。电压和电流调节器使蓄电池充电器在负载电流小于1.5倍额定值内电压恒定，超过此值后输出电压随电流的加大而减小。直流分量调节电路用于减小逆变桥输出