简单电路为铅酸电池充电

描述

反激式转换器采用限流电源为铅酸电池充电。MAX668 PPM控制器限制输出电流,反激式变压器为高于和低于电池电压的输入电压提供隔离和灵活性。MAX4375电流检测放大器监测充电电流,并使用内部比较器,低于设计门限时,反激式转换器可以切换到较低的充电电压,用于涓流充电模式。

介绍

图1所示电路以传统方式为铅酸电池充电:限流电源在电池两端保持恒定电压(约2.4V/电池,由电池制造商指定),直到充电电流降至电池容量定义的电流阈值以下。此时,充电器处于涓流充电模式。电流阈值通常为 0.01C,其中 C 表示电池容量,以安培小时为单位。为电池充电时,术语“C 速率”是指理论上在一小时内将电池充电至其全部电池容量 C 所需的电流。实际上,在充电周期中损失的功率可确保所有以C速率充电的电池需要一个多小时才能充满电。理想情况下,如果充电电流为 5A,您可以在一小时内为 5A-hr 电池充电。此外,理想情况下,C/10 充电速率 (500mA) 可在 10 小时内为同一电池充电。但是,前面提到的功率损耗会增加这些充电时间,超过上述两个时间跨度。

转换器

图1.该铅酸电池充电器施加高电压(15V)直到电池充电,然后施加13.4V以保持少量涓流充电。

充电电压涉及电池寿命和充电时间之间的权衡。高电压最大限度地减少了所需的时间,但在完全充电时会产生较大的过充电电流,通过氧化其电网来缩短电池寿命。为了以牺牲充电时间为代价来节省电池寿命,您可以通过降低充电电压来降低此电流。

理想的折衷方案是在高压下充电,直到电流降至0.01C左右,然后在电池充满电后降低电压以保持低涓流充电电流(<0.001C)。维持0.001C所需的电压可以从电池制造商的“Tafel”曲线确定。

在图1中,升压转换器(IC1)向12V铅酸电池施加标称值为15.4V的恒定电压,直到其充满电。此后,为了保持小于0.001C的涓流充电(过充电电流),将充电电压降低至约13.4V。使用反激式变压器代替电感器将电池与V隔离在并允许 V在范围高于和低于充电电压。要开始充电周期,请将5V电压施加到/SHDN。

IC2通过在OUT端子(引脚2)产生比例电压来测量电池充电电流。R2两端产生的压降在引脚3和4处产生电压。例如,当充电电流降至0.01C以下时,该电压超过内部比较器门限,将COUT1驱动为低电平,并将COUT2设置为高阻抗。通过断开COUT2,反馈电平发生偏移,从而将充电电压改变至约13.4V。最大可用充电电流取决于 V在、变压器的饱和电流和检流电阻R1。

图2显示了图1中电路的输出电压与负载电流的关系,使用阻性负载而不是电池进行测试。从右到左,该图给出了电池充电时充电电流随电池电压的变化。首先,转换器处于失稳状态,因为电池电压小于12V,因此具有电流限制(提供最大电流)。如图所示,随着电池电压的升高,充电电流会发生变化。

转换器

图2.对于图1中的电路,施加的电压和充电电流在一个充电周期内会发生变化,如图所示。

审核编辑:郭婷

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