简单实用的蓄电池自动充电保护装置设计

48V 铅酸储电池充电器设计方案第一章 总体设计方案1 系统设计根据课题的要求，系统采用开关电源，通过脉冲电流的方式来实现充电的目的。

由市电送来的220V 交流电经变压器降压、桥式整流、可控硅调频后送给蓄电池进行充电。

2 方案策略用单结晶体管触发电路实现触发信号频率的调制方案。

蓄电池充电时，先通过变压器将220V 市电降压为56V 交流电，然后通过桥式整流得到全波直流电、最后通过可控硅调频后的脉冲电流为蓄电池供电。

脉冲电流的频率主要取决于单节晶体管触发电路发出的触发信号的频率，通过调节RC 电路的R 值，使电容器的充电时间发生改变，单节晶体管的关断时间发生改变，从而改变了输出触发信号的占空比，这个触发信号送给可控硅，从而便调节可控硅在一个周期关断和导通的时间，从而实现控制可控硅输出脉冲电流大小。

这种方法技术简单、成熟、有多年的实用经验、所需的元器件少、成本低，安全可靠，适应市电输入围宽都是其主要的优点。

如下图1.1方框图图1.1 总体方框图第二章 蓄电池的选择蓄电池是电瓶式扫地车上主要能源装置，其作用包括:向驱动系统、滚扫系统和仪表供电。

1 蓄电池的种类、特点蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如下:铅酸电池:也称为汽车用电池(需加水维护)，充放电时会产生氢气，安置地点必须设置在通风处以免造成危险;电解液呈酸性，会腐蚀金属;价格低廉。

铅酸免维护电池:密封式充电不会产生任何有害气体，摆设容易，不需考虑安置地点通风问题，免保养，免维护;放电率高，特性稳定，价格较高。

镍镉电池:用于特殊场合及特殊设备上，水为介质，充放电不会产生.有害气体;失水率低，但需要固定时间加水及保养;放电特性最佳;可放置于任何恶劣环境。

2 蓄电池的选择电机是电瓶式扫地车主要消耗源，其次是继电器和仪表车，根据驱动组和电器控制组提供的资料，电机总功率为1600W ，额定电压为48V;继电器和仪表总功率为5W,额定电压为48V 。

蓄电池充放电保护电路设计摘要：本文主要介绍了一种蓄电池充放电保护电路的设计方案。

通过对蓄电池的充电和放电过程进行监测和控制，保证蓄电池在使用过程中不会出现过充、过放、过流等情况，保护蓄电池的使用寿命和安全性。

设计方案采用单片机和传感器等电路模块进行实现，具有简单、可靠、实用的特点。

关键词：蓄电池；充放电；保护电路；单片机；传感器正文：随着新能源领域的发展，在电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等应用领域广泛使用的蓄电池，其使用寿命和安全性成为人们关注的焦点。

为了保护蓄电池，防止蓄电池出现过充、过放、过流等问题，需要设计一种保护电路来监测和控制蓄电池的充电和放电过程。

本文所提出的蓄电池充放电保护电路采用了单片机和传感器等电路模块进行实现。

其中，单片机作为核心控制器，通过采集电压、电流、温度等传感器数据，实时计算出蓄电池的充电状态和放电状态，并根据设定的控制策略，对充电和放电过程进行监测和控制。

同时，电路中还加入了过压、欠压、过流等保护模块，一旦蓄电池出现异常情况，保护模块会及时断开电路，避免蓄电池的损坏和安全问题。

蓄电池充放电保护电路的设计方案具有简单、可靠、实用等优点。

其实现过程中，需要根据蓄电池的具体参数和使用场景，选择合适的传感器和单片机，并进行相应的软硬件优化和测试。

在实际应用中，可以将该电路应用于电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等领域，以保护蓄电池的使用寿命和安全性，提高使用效率和经济效益。

综上所述，蓄电池充放电保护电路设计是一项具有实际应用价值和发展前景的研究课题。

随着蓄电池应用领域的不断拓展和技术的不断进步，保护电路的设计和优化将成为蓄电池行业的一个重要研究方向，也将有利于推动新能源领域的发展和促进人类社会的可持续发展。

随着新能源产业的快速发展，蓄电池的应用范围也越来越广泛。

然而，在蓄电池的使用过程中，容易出现过充、过放、过流等危害，严重影响蓄电池的寿命和安全性。

因此，在蓄电池应用领域，如电瓶车、太阳能发电和应急备用电源等方面，保护电路的设计变得越来越重要，发挥着重要的作用。

蓄电池充电控制电路设计摘要：传统蓄电池充电装置往往采用简单恒流或恒压方式，不具备实时监测充电状态的能力，极易造成过充且对蓄电池造成不可逆损坏。

为克服上述缺点，针对蓄电池充电装置要求体积小、充电效率高的特殊要求，采用DSP作为核心控制器，运用现代电力电子、高频逆变以及适时放电去极化的综合数字控制技术，设计了包含AC-DC转换、全桥逆变及驱动、整流滤波等电路模块的新型蓄电池充电装置，经电路仿真及实际实验表明，所设计的蓄电池充电装置能够对电池状态进行精确监测，并具有充电效率高、功率重量比大等优点。

关键词：蓄电池；充电装置；全桥逆变；DSP蓄电池充电设备优劣直接影响到蓄电池的性能。

蓄电池由于其特殊的工作场合，要求其充电装置必须满足充电效率高、充电策略及控制算法可调整、能够对蓄电池状态进行实时监测以及体积小、重量轻、工作稳定可靠等特殊要求[1]。

目前常规蓄电池充电装置由于不具备上述特点，若直接用来对蓄电池进行充电，往往会对价格昂贵的蓄电池造成极大的损害，大大缩短蓄电池的使用寿命。

本文采用DSP作为核心控制器，运用现代电力电子、高频逆变以及适时放电去极化的综合数字控制技术，设计了包含AC-DC转换、全桥逆变及驱动、整流滤波及放电等电路模块的新型蓄电池充电装置，并对所设计的装置进行仿真及实际试验，实验结果表明所研制的充电系统能够满足蓄电池的要求。

1蓄电池充电策略分析诸多学者对蓄电池的充电策略进行了研究，如文献[2]介绍了适合于多个蓄电池组串联的恒流充电方法，此方法的明显缺点就是充电初期电流偏大，后期充电电流偏大，特别是在充电后期，对电池损坏较大。

文献[3]中介绍了恒压充电方法，随着电池内阻的增高，充电电流不断减小，从趋势上符合电池可接受充电电流曲线，但是恒压充电电压的选择较困难，电压太大充电开始阶段电流过大，对电池损害大，电压太小则会加长电池充电时间。

文献[4]和文献[5]分别讨论了两阶段和三阶段充电方式，由于这两种充电方式易于实现，操作简单，一定程度上弥补了简单恒流恒压充电方法的缺点，所以应用比较广泛，但是其无法根据蓄电池实时状态进行电流和电压的调整。

一种便携式多功能小型充电装置的电路设计赵艳新（晋城职业技术学院机械与电子工程系，山西晋城048026）0引言随着科学技术的不断发展，特别是通信技术的不断突破，移动设备已经成为人们日常生活中十分重要的一部分，而一旦在紧急情况或者特殊环境下移动设备电量用尽，将是一件非常麻烦的事情。

在当下，光伏发电技术应用广泛[1]，从太阳能路灯到光伏建筑，再到大型光伏发电厂，它已经成为新能源领域的重要支柱[2]。

若能把太阳能发电技术和人们的日常生活结合起来，将会为人们提供极大的便利。

但是在日常生活中，光伏能源的利用还较欠缺，究其原因有两点：一方面是柔性太阳能电池[3]技术不够成熟，耐候性、稳定性较差，尚未得到广泛的商业化应用；另一方面是为日常生活中常见的直流小型负载供电而设计的光伏发电装置[4]较少。

基于以上考虑，本文尝试设计一种基于太阳能电池的便携式多功能小型太阳能充电装置，可实现对手机等移动设备的全天候供电。

该装置电路设计部分包含太阳能充电电路、市电充电电路、蓄电池充电管理电路、蓄电池保护电路、升压输出电路和显示电路等，设计框架如图1所示。

该小型便携式多功能充电装置设计要实现以下几个目的：1）太阳能电池直接给内置蓄电池充电；2）市电直接给内置蓄电池充电；3）内置蓄电池控制电路要实现合理充放电、保护控制、电量显示等功能；4）该装置能及时对移动设备进行机充模式充电。

太阳能充电电路设计太阳能电池的发电原理是光生伏打效应：当光子照射到热平衡状态下的PN结上时，激发PN结区内的电子从价带跃迁到导带，因此产生了电子-空穴对，在内建电场的作用下再使电子和空穴分离，从而在P型和N型半导体两侧产生电压，加上外电路负载后就能形成闭合供电回路。

首先，在太阳能电池内部PN结吸收光子能量形成光生电流（I ph），光照越强则I ph越大，另外结区里还存在与光生电流方向相反的暗电流（I dark），其中暗电流主要包含PN结反向饱和电流和漏电流，二者之差为输出电流。

密级：科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2006 — 2010 年）题目 48V三段式电动车铅酸储电池智能控制充电器学科部：信息学科部专业：电子信息工程班级： 06级电子信息工程（3）班学号： 7020906134学生姓名：袁正华指导教师：王连英起讫日期： 2009年11月至2010年5月48V三段式电动车铅酸储电池智能控制充电器专业：电子信息工程学号：7020906134 姓名：袁正华指导教师：王连英摘要：本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究二段式和三段式充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。

针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，提出对铅酸蓄电池实现三段式充电的智能充电器设计方案。

将整个设计方案分解成多个模块电路的设计，通过分析和计算获得每个模块中各个元器件的参数，最后将各个模块进行组合获得完整的电路。

而整个电路通过控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分段式充电，这个方案不仅可实现对蓄电池的智能控制，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

关键词：铅酸蓄电池；三段式；智能；充电器Lead-acid battery electric car 3-step intelligentcontrol chargerAbstract：The design describes the charger to the battery charger of the general principles，from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study 2-step and 3-step methods for lead-acid battery life implications。