引言

目前鉛酸蓄電池在各種供電場合得到廣泛的應(yīng)用，為了充分發(fā)揮鉛酸蓄電池的作用，充電器在給電池充電的過程中，應(yīng)給蓄電池充足電，應(yīng)盡量避免過充電，從而其使其延長壽命。實踐證明，要保證鉛酸蓄電池的使用壽命，采用正確的充電方法是非常重要的，蓄電池常常被采用串聯(lián)的方式組成電池組來提高輸出電壓，相應(yīng)的就可以采用串聯(lián)方式進(jìn)行充電。但是因其蓄電池的單個容量、端電壓和內(nèi)阻在制造和使用過程中會不可避免地產(chǎn)生不一致的問題，從而形成蓄電池組在充電過程中往往會不均衡，結(jié)果會使蓄電池組的使用壽命嚴(yán)重縮短。本文提出了一種新型的充電器設(shè)計方案，隔離的三路輸出分別對單個蓄電池進(jìn)行充電，同時采用新型的三段式充電控制方法。

1充電理論

蓄電池在工作工程中主要具有3種工作狀態(tài)：放電狀態(tài)、充電狀態(tài)和浮充狀態(tài)。處于放電狀態(tài)時，蓄電池將儲蓄的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供給負(fù)載；充電狀態(tài)是在蓄電池放電之后進(jìn)行能量儲蓄的狀態(tài)，此種狀態(tài)下電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲起來；浮充狀態(tài)則是蓄電池維持一定化學(xué)能存儲量所要保持的工作狀態(tài)，浮充狀態(tài)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(tài)構(gòu)成蓄電池的一個完整的工作循環(huán)。傳統(tǒng)的充電器采用串聯(lián)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方法，但是充電時能控制的電壓只是電池組的串聯(lián)電壓，仍然伴有電池組充電不均衡并且擴(kuò)大的現(xiàn)象。蓄電池工作狀態(tài)曲線如圖1所示。因此在此基礎(chǔ)上采用一種新的解決方法。

2改進(jìn)設(shè)計方案

2.1主電路

改進(jìn)的新型充電器主電路，如圖2所示。前級采用軟開關(guān)不對稱半橋?qū)崿F(xiàn)了多路的隔離輸出，并且利用自身產(chǎn)生的寄生參數(shù)，實現(xiàn)諧振式零電壓軟開關(guān)以此減小開關(guān)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?fù)?，實現(xiàn)降壓并用此來滿足三段式充電的要求。

要實現(xiàn)不對稱半橋的軟開關(guān)，不對稱半橋的參數(shù)設(shè)計需要滿足以下2個條件，即：

式中：Zn為特性阻抗，；D為開關(guān)管Q1的占空比；C為開關(guān)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(fù)載總電流；td為死區(qū)時間；n為變壓器初、次級匝比。