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智能電池充電器性能測(cè)試的研究

發(fā)布時(shí)間:2011-12-02

中心議題: 解決方案:
  • 利用定電壓電子負(fù)載的原理
  • 通過對(duì)定電壓電子負(fù)載的研制

1引言

眾所周知,要保證蓄電池的正常壽命,就必須給蓄電池提供其可接受且科學(xué)的充電電流,智能充電器就是在這種背景下發(fā)展起來的。而一臺(tái)智能電池充電器是否達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo),理論上可以用真實(shí)的二次電池來測(cè)試,但這種方法是一個(gè)冗長(zhǎng)且很難操作的過程,在研究和生產(chǎn)中是不符合實(shí)際情況的,定電壓電子負(fù)載就可以很好地解決這個(gè)問題。

2定電壓電子負(fù)載的研制

2.1定電壓電子負(fù)載的原理

電子負(fù)載是利用大功率半導(dǎo)體器件吸收電源提供的電流,轉(zhuǎn)換成熱能,從而達(dá)到模擬負(fù)載的電源測(cè)試儀器。定電壓(CV)電子負(fù)載的工作原理如圖1所示。它將從電源吸收足夠的電流來控制其輸出電壓達(dá)到設(shè)定值,因而它可以模擬蓄電池的端電壓,可快速、準(zhǔn)確地測(cè)試智能電池充電器的輸出特性,另外它也可使用于測(cè)試電源的限流特性。


(a)電子負(fù)載的原理(CV)(b)輸出特性
圖1電子負(fù)載的原理及輸出特性

2.2定電壓電子負(fù)載的研制


JTU—100型電子負(fù)載的原理圖如圖2所示,它最大可以吸收10A的電流,圖中V1、V2為調(diào)整管,Uref為可調(diào)基準(zhǔn)源,1、2為輸出端,調(diào)節(jié)Uref的大小,不管負(fù)載如何變化,都可以在1、2端得到設(shè)定的電壓。
圖2JTU-100型電子負(fù)載的原理圖
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3智能電池充電器的性能測(cè)試研究


圖3是開發(fā)的一種智能電池充電器的原理框圖,它滿足12VVRLA蓄電池在循環(huán)使用條件下的充電要求,設(shè)計(jì)指標(biāo)為:

圖3智能電池充電器的原理框圖
 
(1)當(dāng)Ub≤14.2V時(shí),恒流充電,充電電流為2A。

(2)當(dāng)Ub>14.2V時(shí),充電電流隨電池電壓的升高而線性減小。

(3)當(dāng)Ub≥15.5時(shí),以10mA左右的電流給蓄電池充電,用以補(bǔ)償蓄電池自放電的電流。

(4)充電閾值電壓溫度補(bǔ)償系數(shù)為-23mV/℃(12VVRLA蓄電池)

測(cè)試步驟如下:

①給JTU—100型電子負(fù)載接上電源,并將輸出調(diào)整到13.5V。

②按圖4接線。

③先打開電子負(fù)載的開關(guān),再打開智能電池充電器的開關(guān),電流表顯示為2A,電壓表顯示為13.5V。

④逐漸增加電子負(fù)載的輸出電壓,當(dāng)電壓大于14.2V時(shí),輸出電流逐漸減小,當(dāng)電子負(fù)載的輸出電壓升至15.5V時(shí),電流降至10mA左右。

⑤逐漸減小電子負(fù)載的輸出電壓,電流表的讀數(shù)線性增加,當(dāng)輸出電壓小于14.2V時(shí),電流表的讀數(shù)增至2A并維持不變。

⑥為了測(cè)出充電閾值電壓的溫度補(bǔ)償是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),將智能電池充電器的溫度傳感器放到恒溫箱中,測(cè)出該溫度下的充電曲線。測(cè)量結(jié)果如圖5所示。

4結(jié)論

電子負(fù)載的出現(xiàn)將會(huì)促進(jìn)電源技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,定電壓電子負(fù)載是人們研制智能化電池充電器不可缺少的測(cè)試儀器。

圖4電池充電器測(cè)試接線圖
 

圖5幾種溫度下的充電曲線
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