让老化的电池充满电

文章作者:Seagan Yi-O'Kelly

许多年前，我因为电池没电而被困在家里——真的是困住了，因为我住在一个离最近的城镇大约10英里的农场里。我提出的解决方案在很大程度上归功于最不可或缺的项目“家庭实验室”，但受到手边组件的限制，无所不在的LM723和2N3055，一个很好的电阻选择，以及一些校正锅。事实证明，在一块Veroboard我后来发现，这是一个“好主意”，它仅仅是一个电流受限的恒压电源，几乎不需要维护或记录。

30年过去了，一款老化且很少使用的SUV的电池需要充电，这促使人们重新审视一款旧设计。我不是一个勒德分子,我花了我职业生涯的大部分编程plc在矿业和化工行业,但是我把我的牙齿在射频研发实验室,所以在心里,我是一个模拟的家伙,考虑需求的说服我使用旧的编程语言叫做“焊锡”和实现与模拟组件所需的逻辑。这也意味着该电路可以用来“升级”任何旧充电器。我喜欢模拟解决方案!

充电铅酸电池
少量研究表明，汽车用铅酸电池不同于深度循环电池或固定式电池。汽车电池的设计是为了最大限度地提高电流容量，以启动，并不能很好地响应深度放电或浮充电(也称为阶段3充电循环)。起动机电池的极板结构使其表面积最大化，电解液比重(SG)高于其他电池，以提供高起动电流。和固定电池一样，汽车电池可以保持深度放电的状态永久的硫酸盐化作用在这里，在放电期间产生的小的硫酸铅晶体转变成稳定的晶体形式，并沉积在负极板上。浮充电另一方面，汽车电池容易造成过饱和，导致正极板氧化，也缩短了电池的寿命。因此，充电电压和充电周期是非常关键的，并且对于汽车和深度循环类型是不同的;此外，充电电压应随环境温度降低，在25ºC以上每℃降为3mV。

图1显示阶段1和2充电循环。阶段1和阶段2可以通过电路来完成图2，在限流状态下，阶段1的充电电流相对恒定，当充电电流低于限流状态时，阶段2采用恒压模式。一个很好的经验法则是，当电流不再减少时，电池就充满了电。

图1阶段1和2充电循环

图2原电源模块(PSU)运行在恒流模式(CCM)，直到负载电流下降到电流限制阈值以下。调整顺序为:空载条件下，调整VR2 10k锅至设定Vout = 14.1V。

硬或永久硫化是时间和放电状态的函数，所以如果车辆不定期使用，建议采用一些手段监测电池电压，并在电压降至满充电电压以下的某个点重新开始充电过程。在设置启动第一阶段充电的设定值时，要考虑车辆的放电率。

关于充电率、电流、电压和浮压的精确值的数据因源而异。虽然从大多数来源，主要带走，是为了最佳地充电电池而不减少其寿命，不允许它过热，不允许硬硫化发生，不允许气体，和不过度饱和。这设计理念试图尽可能简单地使用除电烙铁、螺丝刀和万用表以外的任何设备来完成这一任务。

[继续阅读EDN US:它是如何工作的]

Seagan Yi-O奥凯利具有工厂自动化和模拟设计背景。

参考文献

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