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解析快充技术 小小充电器有大秘密

2015-06-17 00:15
天堂的苦涩
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  好的充电器是保证电池具有良好性能及持久耐用的基础。但在激烈的市场竞争中,用户常常不会对电池充电器进行优先考虑。其实电池和充电器的匹配应该像马车与马一样严格,但事实并非总是如此。工程师们往往不能充分意识到便携式设备对功率要求的复杂以及在不利条件下的充电要求,因而现实中电池和电池充电器之间的匹配或多或少会存在一定的问题。

图1 电池与充电器的匹配应该像马车与马一样

  充电器分为个人和企业,“灵敏的”和“笨拙的”,慢充、快充和超快充几种类型。作为大众消费品的个人廉价充电器,当按要求使用才能发挥电池的良好性能。工业充电器一般由第三方制造并且有一些特殊性能的要求,例如可在极端温度下充电。尽管电池可以在零度以下使用,但是并不是各种成分的电池都可以在寒冷环境下充电,锂电池就属于这类范畴。铅和镍基电池虽然可以在寒冷环境下充电,但是充电速率较慢。

  部分锂电池充电器具有唤醒功能,即锂电池由于过度放电进入休眠状态后使其可以重新充电。电池在完全放电或者自放电使其电压低于临界点时就可能进入休眠状态。普通充电器遇到这种情况就当电池作废处理。锂电池充电器的唤醒功能利用较小的充电电流将电池电压提升到2.2-2.9V之间(这是普通充电器的充电起始电压)然后激活保护电路。如果锂电池已经在1.5V电压下放置一周或者更长时间,这时要特别注意。

  铅酸电池和锂电池充电器一般是恒流恒压(CCCV)充电,首先是恒流充电,充电电流不变电压持续升高,当电压达到某设定值时就不再升高。此时电池容量接近饱和,开始恒压充电过程,充电电流开始下降。当电流降低到某设定值时,充电结束。为了防止放电硫酸盐化作用的发生,铅酸电池需要定期满充。

  镍基电池在恒电流充电过程中,电压可以随意波动。就像用橡皮筋提东西那样,手先动物后动。当观察到电压在稳定上升后出现了稍微的下降,就可以认为充电结束了。这就是著名的△(Detal,表示一个变量)电压△温度(DVDT)充电技术,这种方法充电快速而且非常有效。为了安全,以防出现如短路或错配等异常现象,充电器需要温度传感器和平台计时器,以便在检测到无电压波动时结束充电。

  镍基电池充电时温度容易升高,特别当充电量达到70%时,这一现象尤为严重。这是因为随着充电进行,充电效率降低,此时应降低充电电流来减少压力。充好时,电池就会降温。如果充电温度持续保持在环境温度之上,则充电器使用有误,此时应立刻取下电池。涓流充电会对镍基电池造成损伤。镍铬电池和镍氢电池不能长时间在无人看管下充电(连续充几周或几个月)。电池不用时,应将其放置在阴凉处;重新使用前,先对其进行充电。

  锂基电池在充电时应该一直保持冷却状态。如果电池在充电时温度一直较高,应该停止使用电池或者充电器。锂离子电池充满电时,不会进行涓流充电,因此充电时间增加,电量并不会相应升高。所以没有必要将锂离子电池从充电器中移走,但是,如果一个星期或者更长时间没用,最好将其放在阴凉处,使用前再次进行充电。

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