专利名称：新型数控蓄电池智能化充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池充电器，尤其是一种新型数控蓄电池智能化充 电器。
背景技术：
在传统的消防应急电源中，密封蓄电池的充电电路采用的充电方法主要是 恒流充电或恒压充电。虽然控制电路简单，实现方便，但是在充电初期，充电
电流总是低于蓄电池的接受能力，充电时间长且效率低；在充电后期，最终的 充电电流又总是高于蓄电池的接受能力，蓄电池内气体析出率不断增加直到充 电接近结束。此外，充电时产生的极化电压会使蓄电池内部压力、温度、内阻 等参数升高，不但缩短蓄电池寿命，而且有可能对蓄电池造成永久性伤害。
针对上述问题，国内外相继提出了一些新的快速充电方法，如分级定流充 电法、脉冲式充电法、定化学反应状态法、变电流间歇/定电压充电法、变电压 间歇充电法等等，但是上述的一些新的充电方法在充电效率，智能化程度上都 存在一定不足。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种数字化程度高、充电效率高， 能够实现蓄电池可接受充电电流曲线跟踪技术的新型数控蓄电池充电器。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是 一种新型数控蓄电池 智能化充电器，包括单片机电路，在充电过程中蓄电池;^文电消除极化后停止的 瞬间用于检测电池电压的电压检测电路，实时温度检测电路，用于消除极化在 充电过程中窄脉沖瞬间;故电的放电电路，受单片才/l4艮据蓄电池可接受充电电流 曲线、电压和温度计算的结果控制的充电电路，时钟电路，其中电压检测电路、 温度检测电路、时钟电路的输出端接单片机电路的输入端，单片机电路的输出
端接充电电路和放电电路的输入端。
本新型的改进之处在于该充电器还包括电池参数不正常时的报警电路、 液晶显示电路，报警电路、液晶显示电路的输入端接单片机电路的输出端。
上述放电电路主要由四个三极管并联组成，充电电路主要由脉宽调制芯片以 及由脉宽调制芯片控制的四个并联的场效应管组成，电压检测电路主要包括电 压取样电路和模数转换电路。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于本实用新型采用单片机对电池 充电时的电压、温度进行采样，并根据蓄电池可接受充电电流曲线，控制主要 由脉宽调制芯片、场效应管组成的充电电路，从而控制蓄电池的充电电流，减 轻了蓄电池充电过程中电池的析氢析氧现象，消除了极化，提高了充电效率和 电能转换率，大大延长了电池使用寿命。
图l是本实用新型原理框图2、图3是本实用新型实施例电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述如图1所示.， 一种新型数 控蓄电池智能化充电器，包括单片机电路，在充电过程中蓄电池放电消除极化 后停止的瞬间用于检测电池电压的电压检测电路，实时温度检测电路，用于消 除极化在充电过程中窄脉沖瞬间放电的放电电路，受单片机根据蓄电池可接受 充电电流曲线、电压和温度计算的结果控制的充电电路，时钟电路，报警电路， 液晶显示电路，其中电压检测电路、温度检测电路、时钟电路的输出端接单片 机电路的输入端，单片机电路的输出端接报警电路、液晶显示电路、充电电路 和;改电电i 各的输入端。
本实用新型的实施例如图2、图3所示，单片机电路包括单片机芯片 STC89LE516AD以及由电容C8-C9、晶振XTAL1组成的振荡电路，由电阻R17、电 容C10组成的上电复位电路；电压检测电路包括由电阻R1、 R2组成的分压电路
和电压模数转化芯片ADC0802,其中电池电压通过电阻Rl、 R2分压，通过电阻 R2取得采样电压，再通过模数转化芯片ADC0802将电压信号转换成数字信号被 单片机采集；放电电路包括电阻R29-R36，三极管Q5-Q9，光耦U6，其中，放电信 号通过电阻R29驱动三极管Q5导通，通过光耦U6隔离，驱动四个并联的三极 管导通，对电池进行瞬时放电；充电电路包括由数模转换芯片DAC0832、电阻 R18-R24、 TL431、比丰支器LM358组成的基准电压生成电3各，由电阻R14-R16、电 容C1-C6、比4交器LM358、脉宽调制芯片UC3842组成的脉宽调至电3各，由电阻 R3-R12、电容C7、场效应管Q1-Q4组成的充电主电路，其中单片机将计算出的 充电控制电压由数模转换芯片DAC0832将数字信号转换成模拟信号，再通过比 较器LM358输入到电流控制型脉宽调制芯片UC3842,产生占空比一定的P丽信 号，控制充电主电路中四个并联的场效应管的导通(充电)状态，实现对充电 电流的控制；所述电池温度通过温度传感器DS1820被单片机采集，时间通过时 钟芯片DS12887得到，显示信号送至液晶显示芯片DS12864进行显示。 具体工作过程
根据以最低出气率为前提的蓄电池可接受充电电流曲线并结合马斯提出的 快速充电的三个基本定律，利用单片机求得蓄电池的最佳充电电流，使充电电 流仅供蓄电池接受而不会有气体析出。此外，针对实际充电过程中存在极化电 压(包括浓差极化、电化学极化和欧姆极化)的问题，在整个蓄电池的充电过 程中引入了停充和窄脉沖放电相结合的极化消除技术(其中停充属于自然消除， 可以消除欧姆极化，并对电化学计划和浓差极化起到緩沖作用；窄脉冲放电属 于强制消除，除了消除电化学极化和浓差极化之外，还可以起到控制温升的作 用)。
在开始快速充电之前，单片机应首先对蓄电池进行2分钟的小电流充电， 通过检测蓄电池端电压，判断待充电蓄电池的好坏和饱和程度，如果蓄电池工 作正常，并且达到快速充电门限值则对蓄电池进行快速充电，否则继续对蓄电 池进行小电流充电直至达到快速充电门限值。
在开始快速充电后，单片机首先根据蓄电池可接受充电电流曲线、检测到 的当前蓄电池温度和电压(对蓄电池端电压的采样是在蓄电池放电消除极化后 停止的瞬间得到的，这样获得的端电压除了不包括充电电流形成的叠加电压和 欧姆极化所形成的电位差之外还可以部分消除电化学极化和浓差极化，能够比 较真实的反映蓄电池的电动势)，计算并查表得到当前情况下蓄电池的最佳充电
电压，然后将该电压送入DAC0832中进行数模转换，得到用于控制UC3842的充 电基准电压，控制UC3842产生占空比一定的P観信号，利用此PWM信号控制4 个并联的场效应管对蓄电池进行充电。在充电一段时间后，单片机控制充电器 停止充电，并对蓄电池进行瞬间的窄脉沖放电(由单片机控制四个并联的三极 管完成)，以消除极化电压的影响。经过一段时间的充电之后，单片机重新根据 可接受充电电流曲线、检测到的当前蓄电池电压和温度计算、查表得到最佳充 电电压，并将其送入DAC0832产生新的充电基准电压，对蓄电池充电。
整个快速充电过程可以概括成"检测一计算一充电一停充一放电一停止一 检测一计算一充电一...，，，如此循环直至蓄电池端电压等于或大于快速充电终止 电压且电压出现负增量，快速充电结束，转入浮充阶段。在这个阶段，充电电 流始终稳定在涓流电流，对蓄电池进行维护充电， 一定时间后，自动停充。
权利要求1、一种新型数控蓄电池智能化充电器，其特征在于包括单片机电路，在充电过程中蓄电池放电消除极化后停止的瞬间用于检测电池电压的电压检测电路，实时温度检测电路，用于消除极化在充电过程中窄脉冲瞬间放电的放电电路，受单片机根据蓄电池可接受充电电流曲线、电压和温度计算的结果控制的充电电路，时钟电路，其中电压检测电路、温度检测电路、时钟电路的输出端接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端接充电电路和放电电路的输入端。
2、 根据权利要求1所述的新型数控蓄电池智能化充电器，其特征在于所述 充电器还包括电池参数不正常时的报警电路、液晶显示电路，报警电路、液晶 显示电路的输入端接单片机电路的输.出端。
3、 根据权利要求l所述的新型数控蓄电池智能化充电器，其特征在于所述 放电电路主要由四个三极管并联组成。
4、 根据权利要求l所述的新型数控蓄电池智能化充电器，其特征在于所述 充电电路主要由脉宽调制芯片以及由脉宽调制芯片控制的四个并联的场效应管 组成。
5、 根据权利要求1所述的新型数控蓄电池智能化充电器，其特征在于所述 电压检测电路主要包括电压取样电路和模数转换电路。
专利摘要本实用新型公开了一种新型数控蓄电池智能化充电器，包括单片机电路，在充电过程中蓄电池放电消除极化后停止的瞬间用于检测电池电压的电压检测电路，实时温度检测电路，用于消除极化在充电过程中窄脉冲瞬间放电的放电电路，受单片机根据蓄电池可接受充电电流曲线、电压和温度计算的结果控制的充电电路，时钟电路，其中电压检测电路、温度检测电路、时钟电路的输出端接单片机电路的输入端，单片机电路的输出端接充电电路和放电电路的输入端，该新型减轻了蓄电池充电过程中电池的析氢析氧现象，消除了极化，提高了充电效率和电能转换率，大大延长了电池使用寿命。
文档编号H01M10/44GK201178322SQ20082007680
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者李亚伦, 李永伟, 杨彦彬, 鹏 郭 申请人:河北科技大学