バッテリー充電器はどのように機能しますか？

シンプルな充電器は、24V未満のバッテリーを自動的に充電でき、最大充電電流は2.5Aに達することができ、定電流充電と完全なセルフストップ機能を備えています。図4-9に自動充電器の概略図を示します。 220Vの主電源電圧は、変圧器Tによって降圧され、2次電圧U2が得られます。 VD1〜VD4フォーマットは、DCリップル電圧を整流および出力するために使用されます。正のA点は、リレーの通常閉接点K1-2、R4、電流計PA、VT1を通過し、バッテリーGBを通過します。 VT2を負のBポイントに合わせてGBを充電し、RP1のサイズを調整します。つまり、VT1、VT2のベース電位を調整し、それによってVT2のIcb、つまり充電電流を調整します。バッテリーの端子電圧は充電状態を反映している可能性があるため、公称電圧が12Vのバッテリーを例として取り上げます。バッテリー電圧が（12/2）* 2.5 = 15Vに上昇すると、VT3は飽和状態になり、K1は電気的に接続されます。閉接点K1-2がオフになり、充電回路が遮断され、充電器が充電を停止します。 RP2を調整して、バッテリーの完全自動停止の上限を設定します。 LED1は電源インジケータ、LED2は充電表示、充電電流が大きいほど、LED2は明るく、暗くなります。バッテリーの充電電流は、バッテリーのアンペア時の値と充電率の積です。バッテリーが24V、6Ahの場合、その充電電流は約=（6/10）x（1 + 20％）= 0.72Aです。停止限界は（24/2）x 2.5 = 30Vです。

充電器は高周波機と電源周波数機に分けられます。電源周波数機は主に変圧器によって実現されます。高周波は主にVMOSとIGBTを介して周波数を変更し、トランスは電圧を変更します。さまざまな電力原理に従って、主にシングルチューブフォワード、ダブルチューブフォワード、ハーフブリッジ、フルブリッジ、チョッピングなどに分けられます。

1960年代半ば、アメリカの科学者Massは、オープンバッテリーの充電プロセスについて多くの実験的研究を行い、図1に示すように、最小のアウトガス率のバッテリーの許容可能な充電曲線を提案しました。この曲線に従って電流が変化するため、充電時間を大幅に短縮でき、バッテリーの容量や寿命に影響を与えることはありません。原則として、この曲線は最適充電曲線と呼ばれます。

バッテリーが放電された後、バッテリーを放電電流と反対方向に直流することにより、バッテリーは動作容量に戻ります。このプロセスはバッテリー充電と呼ばれます。バッテリーが充電されると、バッテリーの正極は電源の正極に接続され、バッテリーの負極は電源の負極に接続され、充電電源の電圧はバッテリーの総起電力よりも高い。充電方法には、定電流充電と定電圧充電の2種類があります。

バッテリー充電器の原理

バッテリーから供給できる硫酸やその他の溶液は大量にあります。電源が接続されると、電流は内部の鉛板を介してイオン化され（一部のバッテリーは鉛ではありません）、電気エネルギーを化学エネルギーに変換します。それが使用される場合、解決策は次のようになります。それは電気エネルギーに変換され、電極を介して送信されます。これは原理の説明です。実際、実際の状況は非常に複雑です。関連する専門書を参照してください。

充電方式システム

従来の充電システムは、1940年以前に国際的に認められた経験則に基づいて設計されました。これらの中で最も有名なのは、「アンペア時規則」です。充電電流のアンペア時は、バッテリーの充電時間数を超えてはなりません。実際、従来の充電の速度は、充電中のバッテリーの温度上昇とガスの発生によって制限されます。この現象は、バッテリーの充電に必要な最短時間で重要です。

定電流充電方式

定電流充電方式は、充電装置の出力電圧を調整したり、バッテリと直列の抵抗を変更して充電電流強度を維持したりする充電方式です。制御方法は簡単ですが、充電プロセスが進むにつれてバッテリーの許容電流能力が徐々に低下するため、充電電流は主に水を電気分解してガスを生成し、ガスを遅らせるために使用されます。そのため、ステージ充電方式がよく使用されます。

定電圧充電方式

充電電源の電圧は充電時間中一定の値を維持し、バッテリー端子の電圧が徐々に上昇するにつれて電流は徐々に減少します。定電流充電方式と比較して、充電プロセスは最適な充電曲線に近くなります。充電初期は電池の起電力が低く、充電電流が大きく、充電が進むにつれて電流が徐々に減少するため、定電圧での急速充電であるため、簡単な制御システムで済みます。

この充電方法は、水を電気分解することはめったになく、バッテリーの過充電を回避します。ただし、充電初期は電流が大きすぎるため電池寿命に大きな影響があり、電池プレートが曲がりやすく、電池が廃棄されやすくなっています。この欠点を考慮して、定電圧充電はめったに使用されず、充電電源電圧が低く、電流が大きい場合にのみ使用されます。例えば、自動車の運転中、バッテリーは定電圧充電方式で充電されます。

ステージ充電方式

この方法には、2段階の充電方法と3段階の充電方法があります。

二段方式では、定電流と定電圧を組み合わせた急速充電方式を採用しています。まず、定電流で所定の電圧値まで充電し、次に定電圧に変更して残りの充電を完了します。一般に、2つの相間の変換電圧は2番目の相の定電圧です。

二段充電方式は、充電の開始時と終了時に定電流充電を行い、途中で定電圧で充電します。電流が所定の値に減衰すると、第2フェーズが第3フェーズに切り替わります。この方法はガスの排出量を最小限に抑えることができますが、急速充電方法としては制限があります。

急速充電方式

1パルス充電方式であるこの充電方式は、電池固有の充電合格率に従うだけでなく、電池充電合格率を向上させることで、電池指数充電合格曲線の限界を打ち破ることができます。バッテリー充電理論。パルス充電方法は、図１に示すように、最初にパルス電流でバッテリを充電し、次に一定期間バッテリを停止し、以下同様である。充電パルスはバッテリーを完全に充電し、断続的な期間により、バッテリーの化学反応によって生成された酸素と水素が再結合および吸収されるため、濃度分極とオーム分極が自然に排除され、それによってバッテリーの内圧。次の定電流充電はよりスムーズに実行できるため、バッテリーはより多くの電力を吸収できます。断続的なパルスにより、バッテリーの反応時間が十分になり、ガス発生量が減少し、バッテリーの充電電流の受け入れ率が向上します。

22REFLEXTM急速充電法は、米国で特許を取得した技術であり、主にニッケルカドミウム電池の充電に直面しています。新しい充電方法を採用しているため、ニッケルカドミウム電池のメモリー効果を解消し、急速充電にかかる時間を大幅に短縮します。鉛蓄電池の充電方法と充電状態の検出方法はニッケルカドミウム電池とは大きく異なりますが、順方向充電パルスを含め、REFLEXTM充電方法の1つの動作サイクルを相互に使用できます。 、逆瞬時放電パルス、および停止。 3段階を維持するために充電します。

図7に示すように、3つの可変電流間欠充電方式です。この充電方式は、定電流充電とパルス充電に基づいており、定電流充電セクションを電圧制限可変電流間欠充電セクションに変更することを特徴としています。充電の初期段階では、可変電流間欠充電方式を採用し、充電電流を増加させ、充電量の大部分を確保しています。充電後期では、定電圧充電部を使用して過充電量を取得し、バッテリーを完全に充電した状態に戻します。断続的に充電を停止することで、電池の化学反応により発生する酸素と水素が再結合吸収され、濃度分極とオーム分極が自然に解消され、電池の内圧が低下し、次のラウンドが可能になります。定電流充電がよりスムーズになり、バッテリーがより多くの電力を吸収できるようになります。

図４に示すように、可変電流間欠充電法に基づいて、可変電圧間欠充電法が提案されている。可変電流間欠充電方式との違いは、第一段階が断続定電流ではなく断続定圧であるということです。各定電圧充電段階では、定電圧充電により、充電電流は自然に指数関数的に減少します。これは、充電に伴ってバッテリ電流の許容範囲が徐々に減少するという特性と一致しています。

5可変電圧可変電流波型間欠正負ゼロパルス急速充電方式、パルス充電方式、Reflex TM急速充電方式、可変電流間欠充電方式、可変電圧間欠充電方式、可変電圧可変電流波正負ゼロの組み合わせパルス間欠急速充電方式が開発され、適用されています。パルス充電方式の充電回路の制御には、次の2種類があります。

1）パルス電流の振幅は可変です。

2）パルス電流の振幅は固定されています。

パルス電流の振幅とPWM信号の周波数は固定されており、PWMデューティ比は調整可能です。これに基づいて、断続的な充電および充電フェーズが追加され、より短い時間でより多くの電力を充電し、バッテリーの充電受け入れを改善することができます。

鉛蓄電池は、現在世界で広く使用されている化学電源の一種です。この製品には、優れた可逆性、安定した電圧特性、長い耐用年数、広い適用範囲、豊富な（および再生可能な用途）原材料、および低コストという利点があります。主に運輸、通信、電力、鉄道、鉱山、港湾、その他の国民経済部門で使用されており、社会的生産や事業活動に欠かせない製品であり、幅広い発展が見込まれています。

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