正负脉冲电动车充电器

正负脉冲电动车充电器

随着电动自行车的大量进入市场，蓄电池寿命问题越来越突出。当然，关于蓄电池寿命的问题是多方面的，延长蓄电池寿命也有多种方法，充电器的质量一直是一个不可忽视的问题，一个良好的充电器能够有效的延长蓄电池寿命。      笔者观察了大量的报废蓄电池，发现电池失效的原因为：失水占百分之八十，硫化的占百分之十，其他的占百分之十左右，而许多电池是失水和硫化同时存在。针对此问题．笔者吸取了前人的一些经验，设计了一款电动车充电器，供广大读者参考。希望能起到抛砖引玉的作用。      由于篇幅有限，这里不对蓄电池及充电理论作详细介绍。      一、特点      1．设有温度补偿电路      因价格制约，普通的三段充电器都没有温度补偿电路，它的恒压值是固定的。而根据铅酸蓄电池的特性，温度每上升1℃，每个单元格电压就变化4mV，48V的蓄电池温度上升1℃就差96mV，上升10℃就有1V。恒压值定高了，夏天就有可能大量失水，从而进一步发展到热失控，许多报废的蓄电池发生鼓包就是这个原因。电压定低了，冬天就有可能充不足电而引起硫化。以前有文章介绍夏天在充电回路中串联硅二极管，利用二极管的PN结压降降低充电电压就是一种补救措施。该方法虽有效，但做起来很麻烦，本电路是采用专用芯片检测环境温度，计算出大量析气电压去控制的。      2．脉冲充放电电路(即俗称正负脉冲充电电路)      美国人麦斯上世纪提出的蓄电池充电理论，成为脉冲充电、快速充电的基础。世界公认：脉冲充电间隔短暂放电可以去极化。增加极板接受能力，可以降低充电温度。本电路周期为：充电700ms，间隙1ms，放电3ms，8ms检测。充电时的脉冲宽度是按电池的情况实时自动调整的。      3．具有高频脉冲修复功能     在恒流恒压和涡流充电之后，增加小电流高频脉冲修复功能，用以修复已经硫化的电池，本充电器频率设在8kH-10kHz。      二、电路介绍      AC／DC电路采用PWM芯片UC3842，它与TL431光耦U2构成一个恒压电源。下面介绍控制部分。      控制电路由一块专用电源芯片ZC378完成。该芯片的特点是外围线路很简单、控制精度高。下面结合ZC378的各脚功能介绍电路。      ①脚是电池电压检测，R37、R38是高精度分压电阻。当检测到电池电压达到原电压60％时自动进入充电程序，低于60％就进入修复程序，如果无电压或反接则不启动。      13脚输出充电正脉冲以及充电完成后提供高频修复脉冲。脉冲的宽度则是按电流的需要变化，充电时是高电平，使Q6饱和导通。电源正通过15V稳压管到Q6的c极、P沟道场效应管导通，电源通过D10对电池充电，停止时13脚为低电位，Q6截止，由于Q5的基极是+5V，所以Q5也导通，引起Q4导通，将P沟道场效应管的S、G极间短路，Q3也截止。      12脚输出放电脉冲，放电时是高电平，通过R29、Q7使达林顿管Q8导通，电源正通过大功率电阻R35对电池放电。      18脚是温度检测输入端，R16是负温度系数热敏电阻。为了提高控制精度，特设一个由TL431组成的精密基准电压，这样可使精度达到干分之一。      11脚是电流检测端。芯片根据检测到的电流和电压决定充电时脉冲的占空比，从而调整充电电流。      ⑥脚是风扇控制，只有在前二段较大电流充电时风扇运转。      三、效果      根据对十组电池的测试，对比一般充电器做了平均290次充放电循环，而本充电器最差的都做了580个循环(以下降到标称容量的75％为依据)。      四、结论      由于本电路采用了专用充电管理集成电路，具有脉冲充放电路、脉冲修复电路，又增加了温度补偿，电路简洁、功能完善、控制精度远远高于一般充电器。充电时，蓄电池温升也很低，能有效的抑制蓄电池的失水和硫化，对已经硫化了的蓄电池也能进行很好的修复，延长了蓄电池的寿命。