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镍氢电池组充电方案说明
kobe1015 | 2009-06-06 22:22:57    阅读:2261   发布文章

以六节镍氢方案为例:采用高度智能化的MCU方案,充电、保护性能出众,安全特性好,产品性能高度一致,目前总出货量超过1000万。
特点

■ MCU自带10bitADC,转换精度高,可精确检测负电压(-deltaV),充饱容量准确控制在95%-110%范围内
■ 采用负电压(-deltaV),零电压(0deltaV),最大电压(Vmax),温度(Tmax),最大温升(Total deltaT),温升率(deltaT)等多种判断条件,在高度安全的条件下保证电池完全充饱
■ 先进的保护线路对电池进行过流、短路、欠压等全方位保护
■ 对低电压电池具有小电流唤醒功能
■ 开始充电时采用电流缓慢上升(ramp up)的方法,增加电池容量和循环寿命
■ 独特的测试模式,确保100%的生产成功率

功能描述

上电复位后,CPU会查询电池是否存在。方法是:先加很少的占空比(M/B)的PWM,然后逐步检测是否有充电电流(大于最大充电电流的1/8即判定为有电流),如果有则进入充电阶段;如果没有充电电流,则进一步检测电池是否为过压保护。方法是:放电(CPU的5脚输出一个100ms的高电平脉冲)然后测试电池电压,如果有电池,则会有电压存在,否则电压会下降到0.5V以下。
充电开始时,对NiMH电池将会判断电池是否已经充饱,如果充饱度>80%则停止充电,以防充坏电池。
充电过程中MCU会不断检测电池是否短路,如果短路,则停止充电,同时红灯闪烁告警。
判断截止的方法:(各条件为或的关系)
NiMH电池:
1.过温    60℃
2. 温升    20℃
3. –deltaV   -3.3mV/cell
4  0deltaV    32分钟
5  最大电压   1.56V/cell
6  最大时间   5小时
充饱后,如果NiMH电池电压小于1.23V/cell则CPU会重新启动充电。当然如果是温度超过60C,充电时间超过最大时间者,将不重新启动。
充电过程说明:


电池充电过程说明
0~T1:修复充电阶段;当电池电压低于3.7V±0.1V时,采用修复电流 76mA±20mA唤醒充电,恢复深度放电的电池。此过程最大时限6分钟,超过6分钟若电池电压仍低于3.7V±0.1V则判断为坏电池,停止充电,同时红灯闪烁告警。
T1~T2:预充电阶段;当电池电压低于6.4V±0.1V时,充电器以 164mA±30mA的电流进行预充电。
T2~T3:电流上升阶段;当电池电压高于6.4V±0.1V时,充电电流由164mA±30mA开始逐渐上升,直至达到快速充电电流870mA±100mA,整个电流上升过程约为5分钟左右;
T3~T4:快速充电阶段;该阶段以快速充电电流870mA±100mA给电池充电,如果检测到电池出现-△V(20mV)、△T/△t(0.8℃/分钟)、Tmax(55℃),则快速充电阶段结束。
T4~T5:小电流补充阶段;采用164mA±30mA的电流对电池进行约8分钟左右的补充充电。
T5以后:补充充电结束后,充电指示灯红灯熄灭,绿灯亮。若检测到电池已充饱,,则充电器将进行脉冲充电,每1分钟将出现一个宽度为2秒、幅值为164mA±30mA的脉冲电流,以平衡电池自放电的电量损失。
T2~T4:充电20分钟后,电池电压低于7V,判断电池有故障。

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