快速充电是什么

小嘿 QA 2020-04-22 13:41:03 阅读(...)

快速充电是指能在1~5h内使蓄电池达到或接近完全充电状态的一种充电方法。常用于牵引用蓄电池需要在较短时间内恢复完全充电状态时的充电。蓄电池的正常充电耗时约10~20h,如何能快速充电而不损害蓄电池的性能和寿命,是人们关注的热门研究课题。

能在 1~5h 内使蓄电池达到或接近完全充电状态的一种充电方法。常用于牵引用蓄电池需要在较短时间内恢复完全充电状态时的充电。蓄电池的正常充电耗时约 10~20h,如何能快速充电而不损害蓄电池的性能和寿命,是人们关注的热门研究课题。

快速充电是什么

电路特点

1、输出电压设定好后(例如 36V),若被充电瓶极板脱落断开,造成某组电池不通,或出现短路,则电瓶端电压即降低或为零,这时充电器将无输出电流。2、若被充电瓶电压偏离设定电压,如设定电压为 36V,误接 24V、12V、6V 电瓶等,充电器也无输出电流,若设定为 24V 误接为 36V 电瓶,由于充电器输出电压低于电瓶电压,因而也不能向电瓶充电。

2、充电器两输出端若短路时,由于充电器中可控硅 SCR 的触发电路不能工作,因而可控硅不导通,输出电流为零。

3、若使用时误将电瓶正负极接反,则可控硅触发电路反向截止,无触发信号,可控硅不导通,输出电流为零。

4、采用脉冲充电,有利于延长电瓶寿命。由于低压交流电经全波整流后是脉动直流,只有当其波峰电压大于电瓶电压时,可控硅才会导通,而当脉动直流电压处于波谷区时,可控硅反偏截止,停止向电瓶充电,因而流过电瓶的是脉动直流电。

5、快速充电,充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端电压较低,因而充电电流较大。当电瓶即将充足时(36V 电瓶端电压可达 44V),由于充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值,则充电电流也会越来越小,自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时,充电过程停止。经试验,三节电动车蓄电池 36V(12V/12Ah 三节串联),用该充电器只需几个小时即可充满。

6、电路简单、易于制作,几乎不用维护及维修。

电路原理

AC220V 市电经变压器 T1 降压,经 D1-D4 全波整流后,供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后,若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压,则可控硅 SCR 经 Q 的集电极电流触发导通,电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接近电瓶电压时,可控硅关断,停止充电。调节 R4,可调节晶体管 Q 的导通电压,一般可将 R4 由大到小调整到 Q 导通能触发可控硅(导通)即可。图中发光管 D5 用作电源指示,而 D6 用作充电指示。

手机上要实现快充功能需要满足三要素,三者缺一不可。充电器、电池、charge IC。充电器需要满足足够的输出电流以及输出电压,因为充电器的走线有很大的寄生电阻,如果要实现较大的充电电流,充电器的带载输出电压需要较高

元件选择

电源变压器可用 BK200 型控制变压器,输出电压用 36V 挡,亦可用 4090 型 200V 环形变压器,选次级电压为 22Vx2 或 20V×2 挡串联使用。笔者使用的 4090 型环变,其次级电压为 24Vx2、12Vx2、0-6-23V 三组,若将其 24Vx2 挡串联(48V),则输出电压太高,充电电流过大(给 36V 电动车蓄电池充电时,串上电流表测量平均充电电流约为 1.5-1.8A,此为平均值,这时的峰值电流可达 5-7A 以上),为降低变压器输出电压,将其余的 12V×2 和 O-6V 两组线圈顺向串接于初级线圈中,使次级输出电压降低为空载 40V,满载(平均充电电流为 1.2A 时)为 36V,可满足使用。由于 4090 型环形变压器市售价格仅为 23 元左右,可以降低制作成本,爱好者也可自行绕制变压器。

另外,电路中整流全桥 D1-D4 可选用 8-10A 方形全桥,中间有一圆形安装孔,可安装在铝板上以便散热。可控硅可用 1OA/100V 金封单向可控硅,将其同整流桥用螺母固定在同一散热铝板上。触发三极管 Q 的参数为 Vceo≥60V,IM=1A,可选用 2SB536、B564、B1008、B1015 或 2SA684、A720 等管子。R6 用作限流保护作用,若变压器次级输出电压合适,充电电流(平均值)不超过 1.5A,该电阻亦可省去不用。

该充电器若用于其他电压的蓄电池充电(如 24V、12V 等),则可选取变压器的次级输出电压分别为 22V-26V、12V-14V 等类型,同时适当减小 R2 和 R5 的阻值,也可用波段开关分别控制次级交流电压和阻值转换,使该充电器有更大的使用范围。

应用领域

电动车行业

2013 年 12 月,爱朗电动车正式对外宣布成功发明出成熟的 2 小时快速充电技术并推向市场,让“2 小时快速充电”成为现实。作为惠州第一电动车品牌,爱朗电动车独家引进比亚迪电动汽车动力系统技术,充电 10 多分钟即可行驶 10 公里,大大方便了人们的出行,从充电中解放出来、而且爱朗携手比亚迪研发出来的汽车专用动力电池寿命为普通电池的 3 倍,从此广大电动车主出行不再受限。至此,标志着中国的电动车行业进入 2 小时快速充电时代。

手机行业

手机快速充电主要分为三大类:VOOC 闪充快速充电技术、高通 Quick Charge 2.0 快速充电技术、联发科 Pump Express Plus 快速充电技术。

快速充电技术:VOOC 闪充

提高充电速度的方法有两个大方向:一是提高电压,二是提高电流。提高电压会增大充电过程中的发热量,加速电池老化并可能带来安全隐患,因此实际效果不佳。相比之下,提高电流则较为现实。VOOC 闪充技术采用低电压高电流模式,保证了充电过程中的安全性。

VOOC 闪充充电 5 分钟通话 2 小时,充电 30 分钟可以将手机的电量从 0%充到 75%。

2016 年 2 月 23 日,西班牙·巴塞罗那,OPPO 在 2016 世界移动通信大会(MWC 2016)上,展示了其最新的黑科技,主要包含快速充电和影像技术上的最新成果——OPPO VOOC 超级闪充以及 SmartSensor 图像芯片防抖技术,OPPO VOOC 超级闪充 15 分钟充满一部 2500 毫安的手机,充电 5 分钟,通话 10 小时。

快速充电技术:高通 Quick Charge 2.0

高通 Quick Charge 2.0 技术是 Quick Charge 1.0 的升级版本,采用了新的规范。通过同时加大电流与电压的方法来提高充电速度。

快速充电技术:联发科 Pump Express Plus

联发科的快速充电新技术 Pump Express 内置于 PMIC 的电源管理集成电路。允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压,由 PMIC 发出脉冲电流指令通过 USB 的 Vbus 传送给充电器,充电器依照这个指令调变输出电压,电压逐渐增加至高达 5V 达到最大充电电流。

最新发展

2014 年 11 月报道,美国一项创新电池技术将使人们的手机完全充电仅需 12 分钟,这将意味着手机充电几个小时的历史将不再出现!

更重要的是,美国马里兰大学研究人员表示,这项最新发明将带来人们长期寻求的微型化能量存储元件,电动汽车可能受益于该创新技术。

使用叫做“纳米孔”的电池可携带电解液,在纳米管电极末端之间保持电荷,数百万个纳米孔单元可容纳在一个邮票大小的电池上。

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