根据要求设计蓄电池充电控制电路,对24V镉镍蓄电进行充电:
一、设计方案一:简单的充电电路(基本为恒流充电)
1. 电路图(图一)
(注:本图是手画的,扫描出来的,有点丑,不要见笑。图片大小可调)
2. 说明:
由变压器和BUCK电路组成,将航空三相115/200V电压经整流变为270V直流电压,再经过变压器变比调压,使buck电路的输出28V左右,根据buck电路原理,控制和设计L、C值,L选择大一点,相当于大电感可近似为恒流放电, C也取大一点减少纹波。
3. 电池特性介绍: 航空常用镉镍蓄电池,镉镍电池 (nickel-cadmium battery) 是指采用金属镉作负极活性物质,氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池。正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带(或镍带)中,经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板;用聚酰胺非织布等材料作隔离层;用氢氧化钾水溶液作电解质溶液;电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。
优点:使用寿命长,蓄电池自放电小,使用温度范围广,低温性能好,耐过充过放,放电电压平稳,机械性能好,充放电平坦,价格适中
缺点:活性物质利用率低,成本相对铅蓄电池来说较高,负极镉有毒,电池长期浅充放循环时有记忆效应
所以一般情况下,航空用镉镍蓄电池,而民用铅蓄电池,航天用锌银蓄电池较多。
二、设计方案二:简单的充电电路(为恒压充电)
1.电路图:(图2)
2.说明:
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。调节电阻R1,R2,可输出稳压Ua,当然防止LM317过热,且LM317须加散热片。
三、设计方案三:恒流恒压结合(分段)
1. 思考
综合实际情况,由于恒压充电不管电池电压的实际状态,充电电压总是恒定的,充电电流刚开始比较大,然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电,易导致电池损坏。对于循环充电而言,采用较小电流充电,充电效果较好。但对于大容量的蓄电池,充电时间就会拖得很长,时效低,造成诸多不便。所以进行分段充电,前一段恒流充电,当蓄电池两端达到27.6V时,恒压充电。将两者电路图结合起来:(图三)
2.分析同上:(电路为图三)
添加比较器,当Ub27.5V时,通过控制开关电路,使S置于2,实现恒压充电。
四、其他方案:
参考其他资料,发现还有很多设计方案给电池充电,如通过单片机控制恒流输出(电流形成反馈回路),恒压输出也可以通过电压反馈,或者通过两三极管构成恒流或恒压,方法多种多样。
当然本设计也有考虑不周的很多地方,例如放电部分会伤害电路,可改进。
030820112孙露 2011.5.30
电流维持在恒定值的充电。是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电,运行中的蓄电池的容量检查,运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电,多采用恒流或分阶段恒流充电。此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值,直接计算充电量并确定充电完成的时间。
根据要求设计蓄电池充电控制电路,对24V镉镍蓄电进行充电:
一、设计方案一:简单的充电电路(基本为恒流充电)
1. 电路图(图一)
(注:本图是手画的,扫描出来的,有点丑,不要见笑。图片大小可调)
2. 说明:
由变压器和BUCK电路组成,将航空三相115/200V电压经整流变为270V直流电压,再经过变压器变比调压,使buck电路的输出28V左右,根据buck电路原理,控制和设计L、C值,L选择大一点,相当于大电感可近似为恒流放电, C也取大一点减少纹波。
3. 电池特性介绍: 航空常用镉镍蓄电池,镉镍电池 (nickel-cadmium battery) 是指采用金属镉作负极活性物质,氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池。正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带(或镍带)中,经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板;用聚酰胺非织布等材料作隔离层;用氢氧化钾水溶液作电解质溶液;电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。
优点:使用寿命长,蓄电池自放电小,使用温度范围广,低温性能好,耐过充过放,放电电压平稳,机械性能好,充放电平坦,价格适中
缺点:活性物质利用率低,成本相对铅蓄电池来说较高,负极镉有毒,电池长期浅充放循环时有记忆效应
所以一般情况下,航空用镉镍蓄电池,而民用铅蓄电池,航天用锌银蓄电池较多。
二、设计方案二:简单的充电电路(为恒压充电)
1.电路图:(图2)
2.说明:
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。调节电阻R1,R2,可输出稳压Ua,当然防止LM317过热,且LM317须加散热片。
三、设计方案三:恒流恒压结合(分段)
1. 思考
综合实际情况,由于恒压充电不管电池电压的实际状态,充电电压总是恒定的,充电电流刚开始比较大,然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电,易导致电池损坏。对于循环充电而言,采用较小电流充电,充电效果较好。但对于大容量的蓄电池,充电时间就会拖得很长,时效低,造成诸多不便。所以进行分段充电,前一段恒流充电,当蓄电池两端达到27.6V时,恒压充电。将两者电路图结合起来:(图三)
2.分析同上:(电路为图三)
添加比较器,当Ub27.5V时,通过控制开关电路,使S置于2,实现恒压充电。
四、其他方案:
参考其他资料,发现还有很多设计方案给电池充电,如通过单片机控制恒流输出(电流形成反馈回路),恒压输出也可以通过电压反馈,或者通过两三极管构成恒流或恒压,方法多种多样。
当然本设计也有考虑不周的很多地方,例如放电部分会伤害电路,可改进。
030820112孙露 2011.5.30
电流维持在恒定值的充电。是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电,运行中的蓄电池的容量检查,运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电,多采用恒流或分阶段恒流充电。此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值,直接计算充电量并确定充电完成的时间。