專利名稱：新型數(shù)控蓄電池智能化充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄電池充電器，尤其是一種新型數(shù)控蓄電池智能化充 電器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的消防應(yīng)急電源中，密封蓄電池的充電電路采用的充電方法主要是 恒流充電或恒壓充電。雖然控制電路簡單，實現(xiàn)方便，但是在充電初期，充電
電流總是低于蓄電池的接受能力，充電時間長且效率低；在充電后期，最終的 充電電流又總是高于蓄電池的接受能力，蓄電池內(nèi)氣體析出率不斷增加直到充 電接近結(jié)束。此外，充電時產(chǎn)生的極化電壓會使蓄電池內(nèi)部壓力、溫度、內(nèi)阻 等參數(shù)升高，不但縮短蓄電池壽命，而且有可能對蓄電池造成永久性傷害。
針對上述問題，國內(nèi)外相繼提出了一些新的快速充電方法，如分級定流充 電法、脈沖式充電法、定化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)法、變電流間歇/定電壓充電法、變電壓 間歇充電法等等，但是上述的一些新的充電方法在充電效率，智能化程度上都 存在一定不足。
實用新型內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)字化程度高、充電效率高， 能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池可接受充電電流曲線跟蹤技術(shù)的新型數(shù)控蓄電池充電器。
為解決上述問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是 一種新型數(shù)控蓄電池 智能化充電器，包括單片機電路，在充電過程中蓄電池;^文電消除極化后停止的 瞬間用于檢測電池電壓的電壓檢測電路，實時溫度檢測電路，用于消除極化在 充電過程中窄脈沖瞬間;故電的放電電路，受單片才/l4艮據(jù)蓄電池可接受充電電流 曲線、電壓和溫度計算的結(jié)果控制的充電電路，時鐘電路，其中電壓檢測電路、 溫度檢測電路、時鐘電路的輸出端接單片機電路的輸入端，單片機電路的輸出
端接充電電路和放電電路的輸入端。
本新型的改進(jìn)之處在于該充電器還包括電池參數(shù)不正常時的報警電路、 液晶顯示電路，報警電路、液晶顯示電路的輸入端接單片機電路的輸出端。
上述放電電路主要由四個三極管并聯(lián)組成，充電電路主要由脈寬調(diào)制芯片以 及由脈寬調(diào)制芯片控制的四個并聯(lián)的場效應(yīng)管組成，電壓檢測電路主要包括電 壓取樣電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本實用新型采用單片機對電池 充電時的電壓、溫度進(jìn)行采樣，并根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線，控制主要 由脈寬調(diào)制芯片、場效應(yīng)管組成的充電電路，從而控制蓄電池的充電電流，減 輕了蓄電池充電過程中電池的析氫析氧現(xiàn)象，消除了極化，提高了充電效率和 電能轉(zhuǎn)換率，大大延長了電池使用壽命。

圖l是本實用新型原理框圖2、圖3是本實用新型實施例電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1所示.， 一種新型數(shù) 控蓄電池智能化充電器，包括單片機電路，在充電過程中蓄電池放電消除極化 后停止的瞬間用于檢測電池電壓的電壓檢測電路，實時溫度檢測電路，用于消 除極化在充電過程中窄脈沖瞬間放電的放電電路，受單片機根據(jù)蓄電池可接受 充電電流曲線、電壓和溫度計算的結(jié)果控制的充電電路，時鐘電路，報警電路， 液晶顯示電路，其中電壓檢測電路、溫度檢測電路、時鐘電路的輸出端接單片 機電路的輸入端，單片機電路的輸出端接報警電路、液晶顯示電路、充電電路 和;改電電i 各的輸入端。
本實用新型的實施例如圖2、圖3所示，單片機電路包括單片機芯片 STC89LE516AD以及由電容C8-C9、晶振XTAL1組成的振蕩電路，由電阻R17、電 容C10組成的上電復(fù)位電路；電壓檢測電路包括由電阻R1、 R2組成的分壓電路
和電壓模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片ADC0802,其中電池電壓通過電阻Rl、 R2分壓，通過電阻 R2取得采樣電壓，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片ADC0802將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號被 單片機采集；放電電路包括電阻R29-R36，三極管Q5-Q9，光耦U6，其中，放電信 號通過電阻R29驅(qū)動三極管Q5導(dǎo)通，通過光耦U6隔離，驅(qū)動四個并聯(lián)的三極 管導(dǎo)通，對電池進(jìn)行瞬時放電；充電電路包括由數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832、電阻 R18-R24、 TL431、比豐支器LM358組成的基準(zhǔn)電壓生成電3各，由電阻R14-R16、電 容C1-C6、比4交器LM358、脈寬調(diào)制芯片UC3842組成的脈寬調(diào)至電3各，由電阻 R3-R12、電容C7、場效應(yīng)管Q1-Q4組成的充電主電路，其中單片機將計算出的 充電控制電壓由數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過比 較器LM358輸入到電流控制型脈寬調(diào)制芯片UC3842,產(chǎn)生占空比一定的P麗信 號，控制充電主電路中四個并聯(lián)的場效應(yīng)管的導(dǎo)通(充電)狀態(tài)，實現(xiàn)對充電 電流的控制；所述電池溫度通過溫度傳感器DS1820被單片機采集，時間通過時 鐘芯片DS12887得到，顯示信號送至液晶顯示芯片DS12864進(jìn)行顯示。 具體工作過程
根據(jù)以最低出氣率為前提的蓄電池可接受充電電流曲線并結(jié)合馬斯提出的 快速充電的三個基本定律，利用單片機求得蓄電池的最佳充電電流，使充電電 流僅供蓄電池接受而不會有氣體析出。此外，針對實際充電過程中存在極化電 壓(包括濃差極化、電化學(xué)極化和歐姆極化)的問題，在整個蓄電池的充電過 程中引入了停充和窄脈沖放電相結(jié)合的極化消除技術(shù)(其中停充屬于自然消除， 可以消除歐姆極化，并對電化學(xué)計劃和濃差極化起到緩沖作用；窄脈沖放電屬 于強制消除，除了消除電化學(xué)極化和濃差極化之外，還可以起到控制溫升的作 用)。
在開始快速充電之前，單片機應(yīng)首先對蓄電池進(jìn)行2分鐘的小電流充電， 通過檢測蓄電池端電壓，判斷待充電蓄電池的好壞和飽和程度，如果蓄電池工 作正常，并且達(dá)到快速充電門限值則對蓄電池進(jìn)行快速充電，否則繼續(xù)對蓄電 池進(jìn)行小電流充電直至達(dá)到快速充電門限值。
在開始快速充電后，單片機首先根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線、檢測到 的當(dāng)前蓄電池溫度和電壓(對蓄電池端電壓的采樣是在蓄電池放電消除極化后 停止的瞬間得到的，這樣獲得的端電壓除了不包括充電電流形成的疊加電壓和 歐姆極化所形成的電位差之外還可以部分消除電化學(xué)極化和濃差極化，能夠比 較真實的反映蓄電池的電動勢)，計算并查表得到當(dāng)前情況下蓄電池的最佳充電
電壓，然后將該電壓送入DAC0832中進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到用于控制UC3842的充 電基準(zhǔn)電壓，控制UC3842產(chǎn)生占空比一定的P観信號，利用此PWM信號控制4 個并聯(lián)的場效應(yīng)管對蓄電池進(jìn)行充電。在充電一段時間后，單片機控制充電器 停止充電，并對蓄電池進(jìn)行瞬間的窄脈沖放電(由單片機控制四個并聯(lián)的三極 管完成)，以消除極化電壓的影響。經(jīng)過一段時間的充電之后，單片機重新根據(jù) 可接受充電電流曲線、檢測到的當(dāng)前蓄電池電壓和溫度計算、查表得到最佳充 電電壓，并將其送入DAC0832產(chǎn)生新的充電基準(zhǔn)電壓，對蓄電池充電。
整個快速充電過程可以概括成"檢測一計算一充電一停充一放電一停止一 檢測一計算一充電一...，，，如此循環(huán)直至蓄電池端電壓等于或大于快速充電終止 電壓且電壓出現(xiàn)負(fù)增量，快速充電結(jié)束，轉(zhuǎn)入浮充階段。在這個階段，充電電 流始終穩(wěn)定在涓流電流，對蓄電池進(jìn)行維護(hù)充電， 一定時間后，自動停充。
權(quán)利要求1、一種新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，其特征在于包括單片機電路，在充電過程中蓄電池放電消除極化后停止的瞬間用于檢測電池電壓的電壓檢測電路，實時溫度檢測電路，用于消除極化在充電過程中窄脈沖瞬間放電的放電電路，受單片機根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線、電壓和溫度計算的結(jié)果控制的充電電路，時鐘電路，其中電壓檢測電路、溫度檢測電路、時鐘電路的輸出端接單片機電路的輸入端，單片機電路的輸出端接充電電路和放電電路的輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，其特征在于所述 充電器還包括電池參數(shù)不正常時的報警電路、液晶顯示電路，報警電路、液晶 顯示電路的輸入端接單片機電路的輸.出端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，其特征在于所述 放電電路主要由四個三極管并聯(lián)組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，其特征在于所述 充電電路主要由脈寬調(diào)制芯片以及由脈寬調(diào)制芯片控制的四個并聯(lián)的場效應(yīng)管 組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，其特征在于所述 電壓檢測電路主要包括電壓取樣電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要本實用新型公開了一種新型數(shù)控蓄電池智能化充電器，包括單片機電路，在充電過程中蓄電池放電消除極化后停止的瞬間用于檢測電池電壓的電壓檢測電路，實時溫度檢測電路，用于消除極化在充電過程中窄脈沖瞬間放電的放電電路，受單片機根據(jù)蓄電池可接受充電電流曲線、電壓和溫度計算的結(jié)果控制的充電電路，時鐘電路，其中電壓檢測電路、溫度檢測電路、時鐘電路的輸出端接單片機電路的輸入端，單片機電路的輸出端接充電電路和放電電路的輸入端，該新型減輕了蓄電池充電過程中電池的析氫析氧現(xiàn)象，消除了極化，提高了充電效率和電能轉(zhuǎn)換率，大大延長了電池使用壽命。
文檔編號H01M10/44GK201178322SQ20082007680
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者李亞倫, 李永偉, 楊彥彬, 鵬 郭 申請人:河北科技大學(xué)