基于bq2031铅酸电池充电器设计.doc

题 目： 铅 酸 蓄 电 池 充 电 器 设 计 摘 要 蓄电池充电过程中的主要问题是极化现象始终存在并逐渐加剧，严重影响充电速度与质量，损伤蓄电池，甚者可能报废。根据充电速度、出气、温升及活性物质脱落等现象，比较了传统的充电方法包括恒流充电、恒压充电及快速充电的优缺点，指出极化现象的根本原因是充电方法不符合蓄电池充电接受特性，据此提出了恒压充电法，不但所需人工干预少，而且极化现象少、充电效果好，即充电速度快、出气少、温升少、活性物质脱落少。 bq2031是TI公司为优化铅酸蓄电池的充电特性能而设计的专用芯片.它是灵活的脉冲调制调节器允许bq2031以恒压、恒流或恒流脉冲方式进行充电.PWM调节器的频率可由外接电容来方便灵活的设定.其开关模式设计可使其在大电流充电情况下的损耗降到最小. 恒压充电模式的优点是：能够根据电池的充电状态, 自动调整电池的充电电流，并且所有电压值都具有温度补偿。恒压充电模式适用于循环充电和浮充充电。在快速充电状态下，充电器输出较高的恒定电压，然后下降到温度补偿浮充电压。这样充电器可以随时随地检测蓄电池充电情况。 关键词:铅酸蓄电池；充电方法；快速充电；单片CMOS集成电路bq2031，脉冲 调制，恒压、恒流充电，自动调整充电电流，温度补偿，浮充电压。 目录 1 引言 ……………………………………………………………………… 3 2 密封免维护铅酸蓄电池 ………………………………………………… 4 2.1 密封免维护铅酸蓄电池的结构 ………………………………………… 4 2.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 …………………………………………… 4 3 传统充电方法概要 ……………………………………………………… 5 3.1 恒流充电 ………………………………………………………………… 5 3.2 恒压充电 ………………………………………………………………… 6 3.3 快速充电 ………………………………………………………………… 7 4 单片CMOS集成电路bq2031 …………………………………………… 10 4.1 管脚功能 ………………………………………………………………… 12 4.2 参数定义 ………………………………………………………………… 14 5 充电器主要部分的设计 …………………………………………………… 14 5.1整流滤波电路 ……………………………………………………………… 14 5.2驱动电路 …………………………………………………………………… 15 5.3控制电路 …………………………………………………………………… 15 结论 …………………………………………………………………………… 22 致谢 …………………………………………………………………………… 23 参考文献 ……………………………………………………………………… 24 附录 1 ………………………………………………………………………… 25 附录 2 ………………………………………………………………………… 27 附录 3 ………………………………………………………………………… 28 １引言 从1859年法国科学家普朗特发明铅酸蓄电池后的一百多年里，电池充电一直采用小电流(约O.1C)恒流充电法，由于此法充电时间太长、充电效率低，限制了电池的应用。20世纪60年代中期美国科学家马斯提出了电池快充基本定律—马斯三定津之后，电池快速充电开始得到了人们的极大重视，几十年来人们对快充模式和停充控制方式进行了大量深人研究，提出了多种切实可行的方法。 目前，由于常规充电技术不能适应各类新型电他的要求，因此严重影响电池的使用寿命。实践证明，免维护电池的浮充电压偏差5％，浮充寿命将减少一半。离电池的充电电压超过4.1V土50mV，将造成电池永久性损坏。如果采用镍铜电池常用的检测法，控制镍氢电池快速充电，可能造成镍氢电池因严重过充电而损坏。 为了满足各类电池快速充电的不同要求，世界各国都在研究智能化快速充电技术。目前已研制出几十种各类电池快速充电控制集成电路，利用这些集成电路，很容易制作智能化快速充电器。 所以我们的毕业设计就是研究具有智能化的充电器，研究充电器的基本结构、工作原理和充放电特性，详细分析了充电控制专用集成电路的结构和工作原理。为此我们研制了一种基于bq2031的铅酸蓄电池充电控制器。bq2031是TI公司为优化铅酸蓄电池的充电性能而设计的专用芯片。它灵活的脉宽调制调节器允许bq2031以恒压、恒流或恒流脉冲方式进行充电。PWM调节器的频率可由外接电容来方便灵活的设定。其开关模式设计可使其在大电流充电情况下