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充电电池用充电器 一、常用充电电池的类型 二、常用充电电池的特点 三、常用充电方法 四、电池充满电后的常用检测方法 五、充电器电路设计方案 六、A/D转换电路和数字显示电路 七、检查和调试 八、设计报告的撰写 九、成绩评定 * 电子技术课程设计 指导教师： 电池是一种化学电源，通常分为一次电池和二次电池。一次电池是一次性应用的电池，二次电池是可多次反复使用的电池，即可充电电池和蓄电池。目前经常使用的充电电池有：铅酸电池(LA)、镉镍电池(NiCd)、镍氢电池(NiMH)和锂离子电池(Li-ion)等。 小型充电器主要指的是对镉镍电池(NiCd)、镍氢电池(NiMH)、锂离子电池(Li-ion)三种类型电池充电。 1. 镉镍电池 工作电压为1.2V左右，具有优良的大放电性能，可靠性高，电池种类多，充放电次数多（可重复500左右），使用寿命长，稳定耐用。重量比能量为50，体积比能量为150。自放电率为每月15%~30%。缺点是镉价格较高且污染环境，镉镍电池还具有记忆效应。 电池的记忆效应是指电池放电不完全就再次充电，那么在下次再放电时就不能放出全部电量。因此，镉镍电池充电前每节电池应放电至1V（放电终止电压）以下。 2. 镍氢电池 工作电压为1.2V左右，能量高，是镉镍电池的1.8~2倍。具有良好的冲放电性能，可随充随放、快充深放，无记忆效应。不含有害物质，对环境无污染。电池种类多。具有较好的低温放电性。充放电次数多（可重复500次以上）。重量比能量为60~80，体积比能量为240~300。其缺点是自放电率较高，为每月25%~35%；无耐过充特性，即在镍氢电池端电压达到要求值时应停止充电。 3. 锂离子电池 工作电压为3.6V左右，能量高。具有良好的冲放电性能，放电曲线平稳，可随充随放，无记忆效应。不含有害物质，对环境无污染。电池种类多。充放电次数多（可重复1000次以上）。重量比能量为120~140，体积比能量为300。自放电率为每月2%~5%。锂离子电池在充电过程中的充电电压高于规定电压，充电电流超过规定电流；或在放电过程中有过大的放电电流；或放电到终止放电电压（电压小于2.5V）后还继续放电，这些都会损坏锂离子电池或使之报废。 充电电池充电的常用方法，以充电方式来分有恒定和脉冲两种常见的方式；以充电电流来分有慢速充电（涓流充电）和快速充电（大电流充电）。 涓流充电是指用小电流长时间充电，在涓流充电的方式下，通常采用恒定电流和电压方式进行充电，这种方式实现的充电电路比较简单，但充电时间很长，要求充电器的输出电压和输出电流很稳定。过长的充电时间会使电池内部产生“极化”现象，从而降低充电电池的寿命。 快速充电是指用大电流充电，用以减少充电时间。在这种方式下若还采用恒定大电流方式进行充电，电池会发热。电池在充到80%以后，若继续大电流充电，电池发热会有较大增加。当温度过高时，电池中的气体产生的压力很大，一种情况是气体通过减压孔外溢，从而使电解液减少，因此会使电池的寿命减小；另一种情况是电池中的气体压力过大，使得电池发生爆炸。同时恒定电流长时间充电同样会产生“极化”现象。 因此，快速充电通常采用脉冲充电方式，即先向待充电电池进行较长时间的恒定大电流充电，然后对待充电电池进行暂短大电流放电（目的是消除“极化”现象），反复多次直至充到规定要求。充电电池上电压达到要求后，电路断开大电流充电电路，然后进行长时间小电流（涓流）充电直至充满（目的是减少电池的发热）。 1. 电压检测法 电压检测法是指检测电池充电达到指定电压即为充满，但通常电池达到80%的容量时就会显示已经达到指定的充电电压，为此在后面的涓流充电时通常用定时器进行控制。 另一种电压检测法是检测充电电池的最大电压（峰值电压）。镉镍电池和镍氢电池最大充电电压可达到1.4V，锂离子电池的最大充电电压可以达到4.1V。当充电器检测到最大电压时即可认为充满。 2. -?V（负电压）检测法 -?V （负电压）检测法是利用电池充到峰值电压后电池电压会下降的现象进行检测。为防止电压波动，通常采用多次检测来确定充电电压确实是电池充到峰值后开始下降。 3. 电池温度检测法 电池温度检测法是利用电池在充满电后，电池的温度会有较大升高的现象进行检测的。 ~220V 降压 整流 滤波 充电电路 控制电路 充电电路 控制电路 A/D 数字显示 A/D 数字显示 待 充 电 池 待 充 电 池 充电器电路设计方案框图如下 降压、整流和滤波电路组成一个直流电源电路，其作用之一，是向充电电路提供合适的电压和电流