新型蓄電池充電器設計方案

目前鉛酸電池在各種供電場合得到廣泛的使用，為了充足發揮鉛酸電池的作用，充電器在給電池充電的過程中，應給蓄電池充分電，應盡量避免過充電，從而其使其延長壽命。踐行證明，要保證鉛酸電池的使用壽命，采用正確的充電辦法是非常緊要的，蓄電池經常被采用串聯的方式組成電池包來提高輸出電壓，相應的就可以采用串聯方式進行充電。但是因其蓄電池的單個容量、端電壓和內阻在制造和使用過程中會不可避免地萌生不一致的問題，從而形成蓄電池包在充電過程中往往會不均衡，結果會使蓄電池包的使用壽命嚴重縮短。本文提出了一種新型的充電器設計方案，隔離的三路輸出分別對單個蓄電池進行充電，同時采用新型的三段式充電控制辦法。

1充電理論

蓄電池在工作工程中主要具有3種工作狀態：放電狀態、充電狀態和浮充狀態。處于放電狀態時，蓄電池將儲蓄的化學能轉化為電能供給負載；充電狀態是在蓄電池放電之后進行能量儲蓄的狀態，此種狀態下電能轉化為化學能存儲起來；浮充狀態則是蓄電池維持一定化學能存儲量所要保持的工作狀態，浮充狀態下的蓄電池的儲能不會因為自放電而損失。放電、充電、浮充電3個狀態構成蓄電池的一個完整的工作循環。傳統的充電器采用串聯充電方式，通過各個電池的電流都是一樣的。盡管采用了三段式的充電辦法，但是充電時能控制的電壓只是電池包的串聯電壓，依然伴有電池包充電不均衡并且張大的現象。蓄電池工作狀態曲線如圖1所示。因此在此基礎上采用一種新的處理辦法。

2改進設計方案

2.1主電路

改進的新型充電器主電路，如圖2所示。前級采用軟開關不對稱半橋實現了多路的隔離輸出，并且利用自身萌生的寄生參數，實現諧振式零電壓軟開關以此減小開關的損耗，同時也避免了因變壓器漏感而帶來的電壓尖峰。后級采用成熟簡單的Buck電路拓撲，實現降壓并用此來滿足三段式充電的要求。

要實現不對稱半橋的軟開關，不對稱半橋的參數設計需要滿足以下2個條件，即：

式中：Zn為特性阻抗，；D為開關管Q1的占空比；C為開關管Q1和Q2的寄生電容；ωk為諧振角頻率；Lk為變壓器初級漏感；I0為負載總電流；td為死區時間；n為變壓器初、次級匝比。

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