[实用新型]一种负温度系数可变阻抗式恒压充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池的充电电路，尤其是一种负温度系数可变阻抗式恒压充电电路。

背景技术

在我们的日常生活中，蓄电池得到广泛的应用，而由于蓄电池的特殊性，充电方式对其寿命和性能有很大的影响。

一、我们常用的蓄电池充电理论基础为：

1、铅酸电池单体的额定电压为2V，正极性物质为二氧化铅，负极性物质为海绵性纯铅，电解液为稀硫酸，放电终了正、负极板上的物质均为硫酸铅，典型的化学反应式为：                                               

为使充电电流Ic流过蓄电池，充电电源的电压Uc必须克服蓄电池的电动势E和内阻R产生的压降IcR，即：

Uc=E+IcR

2、美国科学家马斯在20世纪60年代对开口蓄电池的充电过程做了大量的实验和系统的研究，提出了以最低出气率为前提的蓄电池最佳充电接受曲线，如图1所示。其充电接受电流I与充电时间t的指数关系是：

I=I₀e^-at

上式中：I₀--当t=0时蓄电池可能接受的充电电流最大值。

a--最大充电电流随充电时间的变化系数，即充电接受比。

二、恒压充电技术

在电池充电的过程中电压始终保持不变的技术即为恒压充电技术，其充电特性曲线图如图2所示，其优点有：在充电初期，充电电流较大，充电速度快，整体充电时间较快，其充电电流曲线接近理想特性曲线。其缺点有：1、电压恒定，充电电流不能调节；2、充电初期，电池极化较为严重，温度高，气泡多；3、充电后期电流较小，极板深处的活性物质不能充分恢复，故不能保证电池彻底充足电；4、在高温环境下，电池因其内阻的变化，导致充电后期充电电流居高不下，这种情况偏离了蓄电池最佳充电接受曲线，严重威胁着电池电使用寿命。

三、间隙变电压--恒压充电技术

间隙变电压--恒压充电特性曲线图如图3所示。在每个恒压充电阶段，充电电流按照指数规律下降，使整个充电曲线更加符合最佳充电曲线。这种充电技术具有充电时间短，效率高，蓄电池容量恢复彻底等优点，但其缺点有：1、控制电路复杂、价格高；2、充电电流大、温度高；3、易产生活性物质脱落现象；4、充／放电循环次数多，缩短电池的使用寿命。

实用新型内容

为了克服以上技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种负温度系数可变阻抗式恒压充电技术，并将其应用在应急灯电源--铅酸电池的充电领域里，用一种较为简洁的技术，利用充电电路本身的负温度系数特性，改变电路内阻来解决铅酸电池在高环境温度下由其内阻变小引起过压保护电压升高的问题。

本实用新型采取的技术方案是：

一种负温度系数可变阻抗式恒压充电电路，包括输出电压高于蓄电池电压的稳压电源，所述稳压电源的输出端的正极通过第一电阻和第二电阻分别与NPN型三极管的集电极和基极相连接，所述三极管的发射极直接与蓄电池的正极连接，在所述三极管的基极与发射极间并联有瓷片电容，所述三极管的基极还与负温度系数二极管的阳极相连接，所述负温度系数二极管的阴极与稳压二极管的阴极相连接，所述稳压二极管的阳极与蓄电池的负极以及所述稳压电源输出端的负极连接在一起。

作为以上技术方案的一种改进，所述稳压电源可以采用线性变压器或者开关电源。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提出的充电电路以间隙式恒压恒流的方式，通过改变电路内阻，不断调整蓄电池在不同的状态下其所能接受的充电电流，在充电初期，充电电流调整到电池所能接受的最大充电电流，并保持不变，从而最大限度的缩短电池的充电时间；在充电后期以及高温条件下，充电电流逐渐减小到此时电池所能接受的最大充电电流并最终截止，这种智能式控制系统有效的解决恒压充电技术以及间隙变电压——恒压充电技术在对电池充电过程中产生的充电电流不能调、充电初期充电电流大并且温度高、易产易产生活性物质脱落现象、控制电路复杂、性价比低及高温环境下充电后期充电电流居高不下等影响电池循环使用寿命的问题。本实用新型为蓄电池提供了一种最佳的充电方案，具有无限接近蓄电池的最佳充电曲线的特性。

附图说明

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是以最低出气率为前提的蓄电池最佳充电接受曲线图；

图2是恒压充电技术的充电特性曲线图；

图3是间隙变电压--恒压充电特性曲线图；