本設(shè)計介紹充電器對蓄電池充電的一般原理，從閥控蓄電池內(nèi)部氧循環(huán)的設(shè)計理念出發(fā)，研究各種充電方法對鉛酸蓄電池壽命的影響。針對蓄電池充電過程中出現(xiàn)的種種問題，分析現(xiàn)有各種充電方法存在的問題，提出一種可對鉛酸蓄電池實現(xiàn)四段式慢脈沖充電的智能充電器設(shè)計方案。控制開關(guān)電源的脈沖頻率和占空比，從而調(diào)節(jié)充電電流和電壓，實現(xiàn)對蓄電池的分級慢脈沖充電。這個方案不僅可實現(xiàn)快速充電，同時可以減少析氣，消除硫化，進行均衡充電，從而大大地延長了鉛酸蓄電池的使用壽命。

　　1.1 蓄電池與充電技術(shù)

　　對于鉛酸、鎘鎳、鎳氫3類以水為溶劑的電解液蓄電池，為了使用上的安全、方便、長壽命和免維護，在全世界化學電源工作者數(shù)代人不懈的努力下，終于從大量的實驗中發(fā)現(xiàn)了“內(nèi)部氧循環(huán)”的理論機制，使得該3類蓄電池所有的充放電反應(yīng)，能在一個設(shè)計完好的帶閥控的密封容器中反復安全進行。即蓄電池在充電和過充電期間，正電極析出的氧到達負電極后，能全部被負電極吸收還原，關(guān)系為i（O2析出）=i（O2還原），因而，蓄電池在長期的充放電過程中，不會造成電解液中水的損耗，以此來保證蓄電池的循環(huán)使用壽命與充電的安全。

　　1.2 密封鉛酸蓄電池的充電特性

　　電池充電通常要完成兩個任務(wù)，首先是盡可能快地使電池恢復額定容量，另一是使用小電流充電，補充電池因自放電而損失的能量，以維持電池的額定容量。在充電過程中，鉛酸電池負極板上的硫酸鉛逐漸析出鉛，正極板上的硫酸鉛逐漸生成二氧化鉛。當正負極板上的硫酸鉛完全生成鉛和二氧化鉛后，電池開始發(fā)生過充電反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和氧氣。這樣，在非密封電池中，電解液中的水將逐漸減少。在密封鉛酸蓄電池中，采用中等充電速率時，氫氣和氧氣能夠重新化合為水。過充電開始的時間與充電的速率有關(guān)。當充電速率大于Ｃ／５時，電池容量恢復到額定容量的８０％以前，即開始發(fā)生過充電反應(yīng)。只有充電速率小于Ｃ／１００，才能使電池在容量恢復到１００％后，出現(xiàn)過充電反應(yīng)。為了使電池容量恢復到１００％，必須允許一定的過充電反應(yīng)。過充電反應(yīng)發(fā)生后，單格電池的電壓迅速上升，達到一定數(shù)值后，上升速率減小，然后電池電壓開始緩慢下降。由此可知，電池充足電后，維持電容容量的最佳方法就是在電池組兩端加入恒定的電壓。浮充電壓下，充入的電流應(yīng)能補充電池因自放電而失去的能量。浮充電壓不能過高，以免因嚴重的過充電而縮短電池壽命。采用適當?shù)母〕潆妷海芊忏U酸蓄電池的壽命可達１０年以上。實踐證明，實際的浮充電壓與規(guī)定的浮充電壓相差５％時，免維護蓄電池的壽命將縮短一半。鉛酸電池的電壓具有負溫度系數(shù)，其單格值為－４ｍＶ／℃。在環(huán)境溫度為２５℃時工作很理想的普通（無溫度補償）充電器，當環(huán)境溫度降到０℃時，電池就不能充足電，當環(huán)境溫度上升到５０℃時，電池將因嚴重的過充電而縮短壽命。因此，為了保證在很寬的溫度范圍內(nèi)，都能使電池剛好充足電，充電器的各種轉(zhuǎn)換電壓必須隨電池電壓的溫度系數(shù)而變。