畢業(yè)論文--后備電源充電器

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1、編號(hào)畢業(yè)論文題目后備電源充電器學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系部專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師顧問(wèn)教師二〇〇九年六月摘要鎳氫電池具有良好的充放電性能，可隨充隨放、快充深放，無(wú)記憶效應(yīng)，不含鎘、鉛、汞等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，被稱為綠色電池。鎳氫電池充電器是為鎳氫充電電池補(bǔ)充能源的靜止變流裝置，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)用電系統(tǒng)的安全性和可靠性指標(biāo)。本論文從鎳氫電池技術(shù)特性、充電技術(shù)、充電器電路結(jié)構(gòu)、充電器典型電路和電池保護(hù)等多角度地闡述了充電技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，并通過(guò)對(duì)MAX846A芯片和MAX712芯片的編程方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及運(yùn)用MAX712芯片組成的充電電路等方面，多角度地闡述了充電技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：充電器備用電源無(wú)記

2、憶效應(yīng)目錄摘要II第一章緒論11.1鎳氫電池的簡(jiǎn)述11.2本課題研究的意義11.3課題研究的內(nèi)容1第二章鎳氫電池的原理及充放電特性22.1鎳氫電池的工作原理22.2鎳氫電池的充放電特性22.2.1鎳氫電池的特性22.2.2影響鎳氫電池性能的因素52.2.3鎳氫電池充電、放電過(guò)程中的注意事項(xiàng)5第三章電池的充電方法與充電控制技術(shù)73.1電池的充電方法和充電器73.1.1電池的充電方法73.1.2充電器的要求和結(jié)構(gòu)9第四章鎳氫電池充電器電路設(shè)計(jì)114.1鎳氫電池充電控制芯片的選擇114.1.1MAX846A芯片介紹114.1.2MAX712芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與編程方法124.2.1鎳氫充電器的原理16總

3、結(jié)與展望19致謝20參考文獻(xiàn)2223緒論第一章緒論1.1鎳氫電池的簡(jiǎn)述鎳氫電池的正極板材料為氫氧化鎳(NiOOH)，負(fù)極板材料為高能儲(chǔ)氫合金，電解液通常用30%的KOH的水溶液并加入少量的NiOH，隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。鎳氫電池的外形有圓柱形和方形兩種。鎳氫電池的正極與鎳鎘電池基本相同，由于負(fù)極采用了高能儲(chǔ)氫合金材料，鎳氫電池具有更大的能量。因鎳氫電池在電化學(xué)特性方面與鎳鎘電池也基本相同，所以鎳氫電池在使用時(shí)可完全替代鎳鎘電池，而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。鎳氫電池具有較好的低溫放電特性，即使在－20℃環(huán)境溫度下采用大電流(以1C放電速率)放電，放出的電量也能達(dá)到標(biāo)稱容量的85

4、%以上。但是，鎳氫電池在高溫(+40℃以上)時(shí)的蓄電容量將下降5%～10%。這種由于自放電(溫度越高，自放電速率越大)而引起的容量損失是可逆的，通過(guò)幾次充放電循環(huán)就能恢復(fù)到最大容量。鎳氫電池的開路電壓為1.2V，與鎳鎘電池相同。鎳氫電池的充電過(guò)程與鎳鎘電池非常相似，都要求恒流充電，兩者的差別主要體現(xiàn)在快速充電的終止方法上。1.2本課題研究的意義(1)充分研究鎳氫電池的充放電特性，尋找有效的充電及電池管理途徑。(2)使充電設(shè)備具有完善的自診斷功能和適時(shí)處理能。(3)通過(guò)鎳氫電池的充放電更深入的認(rèn)識(shí)到鎳氫電池的優(yōu)勢(shì)。(4)通過(guò)研究認(rèn)識(shí)鎳氫電池充放電認(rèn)識(shí)到其電路和其它電路區(qū)別。1.3課題研究的內(nèi)容本

5、課題研究的對(duì)象主要是鎳氫電池的充電原理和充電控制。鎳氫電池的充電設(shè)備需要解決的問(wèn)題有:(1)能進(jìn)行充電前處理，包括電池充電狀態(tài)鑒定、預(yù)處理。(2)解決充電時(shí)間長(zhǎng)、充電效率低的問(wèn)題。(3)改善充電控制不合理，而造成過(guò)充、欠充等問(wèn)題，提高電池的使用性能和使用壽命。(4)增加自動(dòng)化管理設(shè)置，減輕充電過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，從而使充電器具有更高的可靠性、更大的靈活性，且成本低。23鎳氫電池的原理及充放電特性第二章鎳氫電池的原理及充放電特性2.1鎳氫電池的工作原理作為負(fù)極材料的儲(chǔ)氫合金是由A和B兩種金屬形成的合金，其中A金屬(La、Ti、Zr等)可以吸進(jìn)大量氫氣，形成穩(wěn)定的氫化物；而B金屬(Ni、Co

6、、Fe、Mn等)不能形成穩(wěn)定的氫化物，但氫很容易在其中移動(dòng)。A金屬控制著氫的吸藏量，而B金屬控制著吸放氫氣的可逆性。按照合金的晶體結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)氫合金可分為AB5型、AB2型、AB型、A2B型以及固溶體型等，其中主要使用稀土金屬的是AB5型合金。AB5型儲(chǔ)氫合金主要由鑭系元素和鎳組成，同時(shí)少量添加Al、Mn、Co等。目前在鎳氫電池中實(shí)際應(yīng)用的主要是稀土系A(chǔ)B5型合金。鎳氫電池電極材料的主要技術(shù)要求有：(1)耐氧化性大,在濃堿電解液中化學(xué)穩(wěn)定性好。(2)在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較大的電化學(xué)容量。(3)催化活性高，電極反應(yīng)的可逆性好。(4)隨著吸放氫循環(huán)產(chǎn)生的劣化少。(5)初期活化的次數(shù)少。鎳氫電池正極的

7、活性物質(zhì)為NiOOH(放電時(shí))和Ni(OH)2(充電時(shí))負(fù)極板的活性物質(zhì)H2(放電時(shí))和H2O(充電時(shí))，電解液采用30%的氫氧化鉀水溶液。2.2鎳氫電池的充放電特性2.2.1鎳氫電池的特性1．特性曲線鎳氫電池在不同充電速率下的充電特性曲線如圖2-1所示。圖2-1鎳氫電池在不同充電速率下的充電特性曲線鎳氫電池在不同溫度下的1C放電特性曲線如圖2-2所示23鎳氫電池的原理及充放電特性圖2-2鎳氫電池