基于快速脉冲充电电路的仿真研究

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1、基于快速脉冲充电电路的仿真研究闫志伟马丽丽石彬彬刘学建董凯宋伟摘要：本文基于快速脉冲充电电路的仿真研究，阐述了以CC4017十进制计数器和555多谐振荡器组成的脉冲式快速充电电路工作时的基本工作状态和基本工作参数。当对电路逬行仿真时，改变电路中元件参数，会改变电池充电效率，由仿真结果可以分析出快速脉冲充电的最优工作状态，以及电路工作的可靠性，以便延长电池的使用寿命和提高维护效率。关键词：CC4017十迸制计数器；555多谐振荡器；电路仿真；SimulationstudyoffastpulsechargingcircuitdesignYanZhiweiShiBinbinLiuXuejianDo

2、ngKaiSongWeiAbstract:Tnthispaper,simulationoffastpulsechargingcircuitbasedonmultipleresonators,describesthebasicworkingstateofpulsetypefastchargingcircuitinoperationandthebasicworkingparametersbasedonCC4017decimalcounterand555multivibrator.Whencarriesonthesimulationofthecircuit,changethecomponentpa

3、rametersinthecircuit,willchangethebatterychargingefficiency,thesimulationresultsshowedtheoptimalworkingstateoffastpulsecharging,andthereliabilityofthecircuit,soastoextendtheservicelifeofthebatteryandimprovetheefficiencyofmaintenance.寿•命和提高利用效率。2快速脉冲充电电路Keywords:CC4017decimalcounter；555multivibrator

4、；Circuitsimulation；1刖吕这里所引用的铅酸蓄电池快速充电［2］电路以马斯三定律为理论基础，一方而加快丫蓄电池的化学反应速度，缩妞蓄电池达到满充状态的时间，提高了充电速度；另一方面保证/蓄电池负极能及吋的吸收正极所产生的氧气，避免了电池的极化现象。较好地实现了铅酸蒂电池的快速充电与去除极化，延长了电池的使用寿命。铅酸蒂电池w其供电讨靠、价格低廉等优点，被广泛应用于生产、生活多个领域，屯路图如图少1所示，由NE555多谐振荡怛电池的极化现象严重影响了电池性能及其使用寿命。通过分析蓄电池极化的产生机理,设计出由555多谐振荡器和CC4017十进制计数器组成的脉冲式快速充电电路。本

5、文的仿真研究就是对这种新型的快速脉冲式充电电路进行仿真，分析仿真结果以解决蓄电池充电时的最佳工作状态，能够在短吋间内使蓄电池充好电，并延长蓄电池［1］使用-T—a丄：<1vto30SSSSU2?图3U2>t>t器脚3输出的脉冲送到CC4017十进制计数器的脚14信号接收端，然后CC4017的十个输出端轮流输出高电平。当脚1一5输出高电平时，Q1异通，然后Q3也异通，直流电压通过Q3与R5对电池进行人电流充电。当脚6—7输出®电平吋，Q1与Q3因没有驱动电平而截止。在此期问通过电灰比较电路，测呈电池两端的电压，判断电池是否充满。当脚8—9输出高电平时使Q2异通，电池通过电附R6进行放电。当脚1

6、0与脚11输出高电平吋，Q2截止。如此反复循环。其中,K5为充电电阻，电阻值为10Q。图13仿真与结果分析蒂电池在充电过程中采取电量相对很小，而幅度较大.FI.时间很短的放电措施，将恢复或提高蓄电池的充电接受率，从而增人了充电电流，加快了充电速率,也就足说在快速充电巾，进彳i短暂的停充，在停充中加入放电脉冲，这就是脉冲快速充电的基本方法。所以以上述快速脉冲充电N]电路为例，运用Matlab[51进行电路仿真，根据理想充电曲线，通过调节其充电电阻K5的阻值，实吋凋节充电电流，观察对电池充电的影响。当K5=5£l时，仿真波形如阁2;当R5=10Q,仿真波形如图3;当R5=20Q时，仿真波形如图4

7、。其屮til为555多谐振荡器电压输岀波形，u2为CC4017十进制计数器电压输出波形，u3为蓄电池的电压波形。图2U1U3图4由仿真结果之间的比较可以观察出，当充电电阻减小吋，充电初始电流过大，因而要降爪，到了充电•期则因电灰过低导致充电不足，长期欠充会使极板严重硫酸盐化；当充电电阻增人时，蓄电池充电曲线呈指数变化，充电电流在充电初期小于蓄电池可接受最人电流，延长了充电周期，后期则超过蓄电池可接受电流的能力