毕业设计（论文）-数字快速充电器设计

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1、毕业设计（论文）数字快速充电器设计前言电池分为一次电池和二次电池，所谓二次电池就是反复充放电使用的电池，称为充电电池或蓄电池。要使蓄电池通常为最佳的充电状态，需要充电器，如何充电，或者如何使充电结束，这对维持蓄电池的性能极其重要。根据蓄电池的容量不同分为大容量电池用充电器和小容量电池用充电器。不同用途要采用不同的充电器，从而获得最佳充电效果，现将需要的充电器说明如下。(1)非常用途电源用充电器变电所和工厂等自备电源、非常用途的照明灯、不间断交流电源设备等用的蓄电池，采用直流电源装置，即充电器进行充电。充电方式一般采用浮充方式，若长时间处于浮充状态，则单节电池

2、间的电压、电解液的比重就会偏移原来值，为此，每隔一定时间或每隔一定的充电次数提高充电器的输出设定电压，自动或手动设定充电定时时间，从而进行均衡充电。为了防止温度升高引起蓄电池功能降低，还需要增设充电保护功能、温度补偿功能等。(2)通信设备电源用充电器这时也多采用浮充方式。对于市电频率来说，蓄电池可以看作是大容量的电容器，它与充电器并联进行浮充充电时可大幅度的降低充电器的噪声电压。(3)周期性充电蓄电池用充电器40毕业设计（论文）工厂、仓库、港口和车站等处使用的运载车及升降叉车，或者矿山、土木建筑工地等处使用的机车、无人驾驶车和电车等中都使用蓄电池，这些蓄电池

3、是作为动力源，需要用具用温度补偿功能、与放电量相应的充电控制功能的充电器进行充电。为了避免蓄电池温度升高，还需要具有控制充电终期电流的功能。另外，要根据充电允许时间及放电量等决定充电器的额定值与充放次数。有足够时间充电时采用普通充电方式，而充电时间不能保证时采用快速充电方式。一般用途使用准恒压充电方式的充电器，升降叉车等处采用车载式充电器，装高尔夫球棒的小推车等多采用小型的另置式充电器，尤其是要求快速充电时，经常采用另置式恒流恒压充电器。本课题快速充电器是基于对汽车、摩托车用蓄电池充电而设计的。这样一款充电器在人们的日常生活中应用广泛，而一款安全快速、价格低

4、廉、使用方便的充电器更有广大的市场，这也是本课题的研究所在。快速充电是以大电流对蓄电池进行充电，以迅速恢复其电能。充足电后如果不及时停止，电池的温度和压力将迅速上升，这将是很不安全的。因而，为了保证电池充足电而又不过充，需要一定的控制方法来控制充电过程，使其不过充，通常有电压控制方法、温度控制方法和时间控制方法。(1)充电时间控制:该方法适用于恒流充电。采用恒流充电法时，根据电池的容量和充电电流，可以很容易的确定所需的充电时间。充电的过程中，达到预定的充电时间后，定时器发出信号，使充电器迅速停止充电或者将充电电流迅速调至浮充方式以维护充电电流，这样可以避免电

5、池长时间大电流过充电。这种控制方法较简单，但有其缺点:充电前，电池的容量无法准确知道，而且电池和一些元器件的发热使充电电能有一定的损失，实际的充电时间很难确定。而该方法充电时间是固定的，不能根据电池充电前的状态而自动调整，结果使有的电池可能充不足电，有的电池可能过充电，因此.只有充电速率小于0.3C时，才采用这种方法。(2)电池温度控制:为了避免损坏电池，电池温度上升到规定数值后，必须立即停快速充电。常用的温度控制方法有:最高温度:充电过程中，通常当电池温度达到40℃时，应立即停止快速充电，否则会损害电池。电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。这种

6、方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长，温度检测有一定滞后。应当说明，由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的，因此，为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性40毕业设计（论文）的影响。采用温度控制法时，由于热敏电阻响应时间较长，再加上环境温度的影响，因此，不能准确的检测电池的充足电状态。(3)电池电压控制:在电压控制法中，最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有:最高电压(VMAX):从充电特性曲线可以看出，电池电压达到最大值时，电池即充足电。充电过程中，当电池电压达到规定值后，应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是:电池充足电的最高电压随环境温度、充

7、电速率而变，而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别，因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池是否己充足电。综合以上各控制方法实现的难易与性价比，本设计采用了常用的电压控制方法即检测充电电池两端的最高电压来停止快速充电。本设计要求达到以下技术指标：（1）该充电器可对容量为6—24V蓄电池进行快速充电。（2）充电最大电流为20A。（3）充电电压要求能连续可调，以满足对不同容量蓄电池的充电。（4）充电器要求有过流、过压保护装置。（5）能实时显示蓄电池的电压（用数字电压表显示）。（6）能显示充电电流。纵观全篇，本设计实现对蓄电池两端电压的检测、显示将是本课题主要

8、解决的问题。40毕业设计（论文）1数字快速充电器设计