電池充電邏輯狀態(tài)電路 - 開關(guān)型鉛酸蓄電池智能充電器方案

　　對(duì)小容量蓄電池充電器可采用線性串聯(lián)調(diào)整管來控制充電電流， 而對(duì)于開關(guān)型充電器， UC3906鉛酸蓄電池充電控制集成電路具有充電電壓控制和充電邏輯狀態(tài)控制的功能， 并能提供充電的溫度補(bǔ)償控制功能。

　　蓄電池兩端的分壓電阻監(jiān)控蓄電池電壓， 分壓電阻的阻值確定浮充電壓、過充電壓和涓流充電門限電壓。差動(dòng)電流取樣比較器產(chǎn)生過充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換信號(hào)， 電壓放大器放大補(bǔ)償電壓回路的信號(hào)。

　　在溫度為25 ℃， Uref值為2.3 V時(shí)：

　　過充電壓：

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　　浮充電壓：

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　　過充轉(zhuǎn)換電壓：U12=0.95Uoc=28.03 V

　　浮充轉(zhuǎn)換電壓：U13=0.9UF=24.8 V

　　最大充電電流：

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　　過充終止電流：

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　　2.2 開關(guān)型電流源控制回路

　　輸入電壓( 35 /50 V) 經(jīng)10 kΩ電阻與1N4744穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后， 又經(jīng)TIP31晶體管射隨器輸出+14 V電壓， 作為控制電路的電源電壓。

　　PWM頻率設(shè)定為100 kHz, 以減小輸出濾波器的體積， 蓄電池充電電流從0.1 Ω/5 W電阻上取樣， 差動(dòng)放大增益為5。

　　開關(guān)型電流源控制回路的性能對(duì)充電狀態(tài)控制轉(zhuǎn)換有很大的影響， 在大電流快速充電狀態(tài)下， 充電器要能提供最大的充電電流; 在浮充狀態(tài)下， 充電器輸出電流很小。因此， 充電器電流控制回路的增益變化范圍應(yīng)大于60 db, 采用普通的峰值電流反饋很難滿足要求， 24 V20 Ah鉛酸蓄電池開關(guān)型充電器采用平均電流反饋回路見圖4.它比峰值電流反饋控制相對(duì)復(fù)雜， 利用平均電流反饋控制回路可以使充電器電路在以下幾方面有所改進(jìn)： ①由于誤差放大在較低工作頻率范圍內(nèi)的高增益， 從而使閉環(huán)電流的控制精度得到了提高; ②在大電流充電的工作狀態(tài)下， 當(dāng)電感電流不連續(xù)時(shí)， 可以改善大電流輸出級(jí)的非線性; ③可以提高充電器電路在很小的脈沖占空比工作條件下的抗開關(guān)峰值噪聲的能力。

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　　圖4 平均電流反饋電路圖

　　電流控制回路選用UC3823PWM控制器， 因?yàn)樗诜浅Ｐ〉拿}沖占空比到100%的脈沖占空比的變化范圍內(nèi)能夠線性工作; UC3823PWM控制器的帶寬和電路結(jié)構(gòu)完全滿足平均電流控制回路的要求; UC3823PWM控制器輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)與開關(guān)電流源輸出功率級(jí)連接簡(jiǎn)單。運(yùn)放當(dāng)作差動(dòng)放大器使用，用以檢測(cè)開關(guān)電流源的輸出電流， 并把該電流信號(hào)變換為適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?hào)。

　　2.3 功率輸出級(jí)

　　功率輸出級(jí)采用降壓式開關(guān)電流源。為了簡(jiǎn)化UC3823的高端驅(qū)動(dòng)電路， 輸出開關(guān)管采用直接耦合P溝道MOSFET.流入MOSFET的開關(guān)電流提供柵極電荷， 使MOSFET導(dǎo)通， 接在柵極與源極的穩(wěn)壓管將柵極電壓限制在12 V.PNP管的作用是釋放柵極電荷， 從而使MOSFET加速關(guān)斷。在續(xù)流二極管兩端加入RC緩沖器， 可以抑制電路寄生參數(shù)引起的高頻自激振蕩。在輸出電路中加入整流管， 可以避免在電源中斷后蓄電池組對(duì)充電器放電。

　　3 結(jié)論

　　1) UC3906內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)與鉛酸蓄電池的溫度系數(shù)相同， 從而保證了蓄電池在較寬的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)蓄電池的精確快速充電， 且不會(huì)過充影響蓄電池壽命。

　　2) UC3823PWM控制器在非常小的脈沖占空比到100%的脈沖占空比的變化范圍內(nèi)能夠線性工作;UC3823PWM控制器的帶寬和電路結(jié)構(gòu)完全滿足平均電流控制回路的要求。