一种新型多功能稳流充电器的研制

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1、。一≥‘6年9喜年J期山纺织工学院学报Vol·9No·J1994牛3月JOURNALOFsHANDONGCOLLEGEOFTEXTILE丁ECHNOLOGYMar．1994一种新型多功能稳流充电器的研制ANEWVERSATILECONSTANTCURRENTBATTERY—CHARGER／XiangOuojuelol向国菊孙鲁扬肖键(Amomat~DeIarlm)ij一(i一(设备科)摘要介绍了一种新型恒流充电器．它具有AbstractThisarticledealswithanewcOn一满充电检测、短路检测、定时控制及充电电流antcurrentbatterycharger．

2、Ithasmanvfunctlons，suchasfu【lchargedetected，time连续可调等功能．适用于对多种镉镶电池充controlshortdetectlag，coatifiuaicureAt电。reguation·Itissuitedtechargenickel—cadrei—umbattcries．关键词墨塑堡皇些满充电检测KeyWordschargernickel短路检测—cadmiumba【一tetyfullchargedetecting中田法分类号TN86shor／detectingl概述随着便挽式摄像机、录像机、收录机、对讲机的广泛应用，各种型号的密

3、封镉镍电池用得愈来愈多。这类电池性能优良．而价格则相当昂贵。为使这些电池充分发挥其功效．必须正确地进行使用与维护。若经常性地充电不足、过量充电或过量放电等均可严重影响其使用寿命，甚至造成永久性损坏。为此，除了对放电状态的电池要防止过量放电外(这通常可加一电池电压过低指示告警电路来完成)，更为重要的是设计一个良好的充电器。2恒压充电与恒流充电2．1恒压充电及其局限只要将大于电池直流电压的电压加到它上面就会有电流流入电池而实现充电。充电过程中，电池电压不断上升，上升到某个值时，被认为是充满了(或称为满充电)。充电方式有多种，主要分为恒压充电和恒流充电两大类。恒压充电的充电电压是固定的

4、，在充电开始时因电池电压低而充电电流大，接近满充电时则充电流变小。实用电路多数是将市电经变压器变压再整流而获得充电电压。这种方式电路简单，但由于充电电流是变化的，电池在充电过程中伴随发生的电化学反应的速度也是本文收到日期1991—03—2a～U—变化的。另一方面，在充电过程中电池两端的电压变化包含着内阻上的压降，而这与充电电流的大小及波形有关外，还与电池本身的内阻有关。电池内阻的主要部分是活性电极材料及电解质的电阻，它随电池使用时问，放电(或充电)的速率以及已经放掉的电量(或已经充进的电量)而变。不同的充电电流(速率)、不同的充电时刻电池内阻的阻值是不同的，在这种情况下，恒压充电

5、时电池两端的电压不能准确地作为满充电的标志，也就是说不便于根据电池电压大小来实现满充电自停控制。用电池温度在充电过程中的变化量作为满充电的标志在原理上是可行的，但为测量电池的温升，尤其是小容量电池的温升，其传感器结构必须要作得精细，每次测量的准确度与电池安装状况关系极大．实际上难于保证测量的精度，这就限制了此种方法的使用范围。恒压充电方式对于充电过程中充入到电池内部的电能的满足程度(eP电池是否已被充足了电能，或者能量距离满足状态还有多远)进行监视很不方便，电池充满能量与否?其最方便的检测方法是众所周知的端电压法，而在恒压充电过程中．被充电电池的两个端子间的电压一直是恒定的，无法

6、加以利用来实现充满自停的功能。而在后面将要论证的恒流充电方式中，可以进行被充电池端电压在线实时测量来判断电池是否已被充满了能量。恒压充电还有一大缺陷是充电速率先快后慢，充电之初，充电电流可达到很大值，这个大充电电流值对充电设备容量提出了苛刻的要求。而充电的后来很长一段时间又在“小电流充电”的状态下工作，充得很慢，设备工作效率很低，很不经济。2．2恒流充电恒流充电方式其充电电流是恒定的，既不随电源电压的波动而变，也不随充电中电池端电压的变化而变。相应地，电池内部的电化学反应、内阻的变化都有一定的规律，使检测和自动控制变得容易。在合理的设计有关辅助电路的情况下．可以无人值守，自动地完

7、成充电任务．是目前较为广泛使用的对密封镉镍电池进行充电的方式恒流充电方式有多种，各种恒流源电路都可以用来作为充电用。为使电路安全工作，常需要再加上过流保护、过压保护等辅助电路才行。从目前国产器件看，采用集成稳压器来制作可以达到较为理想的效果。图3上半部分给出了用可调三端集成稳压器CW117／217／317制作的恒流充电器Ⅲ，其充电电流为其中Vref是可调三端稳压器的基准电压．其值在1．2—1．3伏之间．对某个稳压器来说，是个固定的值，而且稳定性也极高，所以由CW317制作的恒流1