發(fā)布時(shí)間：2014/5/27 點(diǎn)擊：3015 字體大?。?span onClick="javascript:fontSize('news_content','12px')">小 中 大 返回
充電從充電電流來(lái)分，有快速充電和慢速充電的區(qū)別。從充電方式來(lái)看，有恒流充電和脈沖充電的區(qū)別。很多人都有這樣的問(wèn)題，究竟是快充好還是慢充好。那我們先來(lái)看看什么是快充而什么是慢充。
以一節(jié)電池的標(biāo)稱容量為1C，在0.1－0.2C的充電電流為慢充，>0.2C的為快充，>0.8C的為超快速充電，<＝0.05C的則是涓流充電。以一節(jié)1400MAH的鎳氫電池為例，充電電流在140MA－ 280MA之間的為慢速充電，而同樣280MA的充電電流，對(duì)一節(jié)700MAH的電池則
就是快充。由此可見，快充還是慢充是個(gè)相對(duì)的概念，和電池本身的容量有極大的相關(guān)。 再回到前一個(gè)問(wèn)題，究竟是快好還是慢好？！其實(shí)這也沒(méi)有固定的答案。很多人都認(rèn)為慢好，認(rèn)為快充會(huì)傷害電池?？斐鋾?huì)傷害電池么？答案是肯定的，但原因并不是很多人所想的“大電流充電傷害電池”。大電流充其量是幫兇，真正的原因是發(fā)熱，由于大電流而引起的發(fā)熱。過(guò)高的溫度對(duì)電池壽命有很大的影響。所以說(shuō)大電流并不可怕，頭疼的是怎樣來(lái)解決發(fā)熱的問(wèn)題。
說(shuō)到這里，就要引入恒流充電和脈沖充電的概念。在慢充時(shí)，基本上所有的充電器都采用了恒流的充電方法，這樣電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。而由于充電電流在慢速范圍，并不會(huì)引起電池過(guò)熱的問(wèn)題。到了用快速電流充電的問(wèn)題上，再使用恒流方式，無(wú)疑無(wú)法避免電池過(guò)熱的問(wèn)題，因此恒流的方法就被摒棄。取而代之的是脈沖方式，從波形上就可以看出，充電電流的輸出不是直線，而是正弦波。波峰時(shí)，電流最大，然后馬上進(jìn)入波谷，幾乎是沒(méi)有電流。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了讓電池有一個(gè)恢復(fù)時(shí)間，從而減少大電流產(chǎn)生的熱量，使電池發(fā)熱控制在一個(gè)可接受的水平?，F(xiàn)在市場(chǎng)上看到的百余元左右的快速充電器，基本都采用這個(gè)方法。而且這類充電器還采用了電壓斜率判斷法或delta判斷法來(lái)判斷電池是否充滿，一旦充滿就自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流充電，以免超過(guò)時(shí)間后大電流對(duì)電池造成傷害。
采用脈沖方式來(lái)制作快速充電器是不錯(cuò)的解決方法，但對(duì)于有些變態(tài)的要求，比如1小時(shí)快速充電器，這時(shí)要采用大于1C的超高速充電電流來(lái)進(jìn)行充電，脈沖法就力不從心了?，F(xiàn)在國(guó)際上采用的基本都是脈沖法加去極化反應(yīng)結(jié)合的方式。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是在脈沖法的基礎(chǔ)上，當(dāng)一個(gè)正弦波的上半部完成后，插入一個(gè)短暫負(fù)電壓的余弦波，來(lái)抵消過(guò)大的電流產(chǎn)生巨大熱量(極化反應(yīng))，從而將電池?zé)崃靠刂谱 ＿@種方法一般只有在比較專業(yè)的充電器，例如航模玩家所用的專業(yè)充電器上使用。這類充電器往往可以做到用2C－3C的電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
一．如何選擇可充電池 掌握四項(xiàng)要點(diǎn):
② 高容量。容量越大，持續(xù)使用時(shí)間越長(zhǎng)。
②耐快充。電池耐快充性能越好，越能承受較大充電電流，優(yōu)質(zhì)電池能承受1.5小時(shí)即1C充電速率，可采用快充、急充較高充電速率，用較短時(shí)間充足電池，使用快捷。 ③自放電小。它反映電池保持容量的能力，自放電越小，存放期越長(zhǎng)，即用性好。
④循環(huán)壽命。指電池充放電次數(shù)，鎳鎘鎳氫電池標(biāo)稱500-1000次，與電池品質(zhì)和充放電條件有關(guān)，優(yōu)質(zhì)電池在正確使用條件下循環(huán)壽命甚至可達(dá)5000次以上。 二.如何選擇充電器 掌握以下要點(diǎn):
①充足程度。充足電池是充電器的主要功能，達(dá)到什么程度，20%、50%、70%、90%、還是100%，它反映電池容量的利用率。2000mAH鎳氫電池充電50%只相當(dāng)于1000mAH電池。 ②通用性。充電器適用電池容量范圍反映了通用程度，適用范圍較小的充電器，當(dāng)用戶有早先容量較小的電池或新購(gòu)更高容量電池時(shí)，常需購(gòu)買多個(gè)充電器。通用性強(qiáng)的充電器甚至只需一個(gè)就能適應(yīng)很大電池容量范圍，不但能適用于早先、目前電池容量，還能適應(yīng)將來(lái)更高容量電池。
③控制方式。人工控制充電時(shí)間，實(shí)際使用中常會(huì)疏忽而過(guò)充電，全自動(dòng)控制充電對(duì)用戶極為方便。
④快充性能。充電器提供快充或急充電流，用較短時(shí)間充足電池，使用快捷。 ⑤充電電源。鎳鎘鎳氫電池應(yīng)選用恒流源充電器。
⑥日充電容量。充電器24小時(shí)最大充電容量反映了充電能力。100mA充電電流、充2節(jié)電池的充電器，日充電容量為3200mAH，100mA充4節(jié)電池的充電器，日充電容量為6400mAH，300mA充4節(jié)電池的充電器日充電容量可達(dá)20000mAH，日充電容量越高充電能力越強(qiáng)。 三.如何知道電池容量
測(cè)量電池容量是檢驗(yàn)電池質(zhì)量和充電器效能的主要指標(biāo)。普通用戶也能較為準(zhǔn)確測(cè)知電池容量，用手電筒測(cè)量電池容量是一種簡(jiǎn)便方法。測(cè)量前應(yīng)將電池容量充足。可用單節(jié)手電筒（二節(jié)手電筒也可以）作放電器，手電筒燈泡電流0.3A即300mA，如用600mAH 5號(hào)鎳鎘電池可連續(xù)放電2小時(shí)，1800mAH 5號(hào)鎳氫電池可連續(xù)放電6小時(shí)，以此類推，充電容量均達(dá)100%。如果1800mAH 5號(hào)鎳氫電池連續(xù)放電3小時(shí)，說(shuō)明電池充電容量?jī)H為50%。電池容量測(cè)量的準(zhǔn)確度取決于燈泡工作電流的準(zhǔn)確度。其他電池電器，只要知道工作電流就可作放電器測(cè)量電池容量，測(cè)量的準(zhǔn)確度取決于電池電器工作電流的穩(wěn)定性。例如某索尼數(shù)碼相機(jī)拍照工作電流1300mA，用二節(jié)充足的2300mAH鎳氫電池可連續(xù)工作6300秒，如果每隔6秒拍一張，可拍一千張以上。該相機(jī)照片瀏覽工作電流300mA，用二節(jié)充足的2300mAH鎳氫電池可連續(xù)瀏覽7.5小時(shí)。
可充電電池和充電器基礎(chǔ)知識(shí)
日益發(fā)達(dá)的便攜式電子產(chǎn)品對(duì)可充電電池的容量和循環(huán)壽命等性能要求越來(lái)越高. 目前常用的有四大類, 鎳鎘電池和鉛酸免維護(hù)電池(簡(jiǎn)稱SLA)這兩類在上世紀(jì)六十年代已經(jīng)普遍推廣, 鎳氫電池和鋰離子電池(含鋰聚合物電池)這兩大類是近十年才大量商業(yè)化使用. 這四大類電池各有所長(zhǎng), 下表給出了一個(gè)基本參考, 不同電池生產(chǎn)廠家的具體數(shù)值可能有較大差別, 使用時(shí)咨詢生產(chǎn)廠家, 表中的數(shù)據(jù)僅供比較參考使用。
(表中C為電池的標(biāo)稱容量, 單位為AH(安時(shí)),A表示充電恒流電流.)
比較項(xiàng)目
鉛酸免維護(hù)電池 鎳鎘電池(NICD) 鎳氫電池(NIMH) 鋰離子電池
(LI-ION) 能量密度
(Wh/kg)
30 40 60 100 循環(huán)壽命(次) 300 800 500 800 工作溫度 (°C) 0~35 0~45 0~40 0~50 最大充電電流(A)
0.25C 2C 1C 1C 充電方式
恒流后恒壓
恒流 恒流 恒流后恒壓 充電時(shí)間 (小時(shí)) C/A + 2 hours
C/A + 20%
C/A + 20%
C/A × 2
人們當(dāng)然希望充電器能在短時(shí)間內(nèi)充電完成, 但是由于電流大且控制難, 這在成本和技術(shù)方面都有一定程度的代價(jià)付出. 如果使用條件允許, 選用10~14個(gè)小時(shí)左右充電結(jié)束的夜晚慢充型充電器會(huì)有價(jià)格低,體積小巧等優(yōu)點(diǎn).
對(duì)于在線并連使用的SLA電池,充電方式建議選用2.27V/單元(對(duì)應(yīng)12V電池為13.7V)恒壓充電, 這種方案既不會(huì)過(guò)充電池, 也有利于穩(wěn)定設(shè)備電壓. 對(duì)于要經(jīng)常離線充放電使用SLA電池的場(chǎng)合, 應(yīng)該使用先0.2C恒流, 再2.45V/單元恒壓, 電池充好后即時(shí)進(jìn)入2.27V/單元恒壓的"三段式"充電方法. 整個(gè)充電時(shí)間約為8 到10小時(shí).
NICD電池允許有一定電流的過(guò)充, 因此選用0.1C電流的簡(jiǎn)單恒流源充電器可謂經(jīng)濟(jì)實(shí)惠.
NIMH電池對(duì)過(guò)充電較為敏感, 即使用0.1C的電流, 如果充電超過(guò)14個(gè)小時(shí)或?qū)σ殉浜玫碾姵卦倮^續(xù)充幾個(gè)小時(shí), 對(duì)電池的壽命都有較大損害. 電池充好時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)斷電流或?qū)⒊潆婋娏鹘档偷?.02C以下是非常重要的, 即使對(duì)0.1C的夜間慢充型NIMH充電器也是如此.
最大充電電流達(dá)到2C左右的智能型快速充電器已經(jīng)有很多成功案例. 這類充電器一般都必須在充電進(jìn)程的各階段隨時(shí)監(jiān)測(cè)電池電壓、溫度等參數(shù)，當(dāng)電池快要充滿電時(shí)自動(dòng)降低充電電流倍率，這樣可以將電池過(guò)充電引起的過(guò)溫過(guò)壓風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
NICD和NIMH兩類電池的充電特性非常相似，只是NIMH電池在充電過(guò)程中發(fā)熱更多一些、峰值電壓更不明顯一些。這兩類電池在快速充電時(shí)都采用下面幾種條件之一來(lái)作為快充電終止的條件：包括電壓上升斜率（dV/dt)、電壓負(fù)增長(zhǎng)（-dV)和電池溫度上升斜率（dT/dt)。還有三個(gè)條件是設(shè)置為異常保護(hù)條件下進(jìn)行動(dòng)作的：最高電池溫度、最高電池電壓和充電器內(nèi)置定時(shí)器。要實(shí)現(xiàn)這些監(jiān)測(cè)和智能切換動(dòng)作，肯定要帶來(lái)充電器成本上升，但是如果沒(méi)有這些措施，電池將面臨著容量下降、循環(huán)壽命降低甚至漏液爆炸等安全隱患。
LI-ION和SLA電池的充電方式較為相似，都要求先恒流再恒壓，區(qū)別是鋰離子電池對(duì)充電恒壓階段的電壓精度要求較高（<1%)。由于鋰電池的安全性是一個(gè)致命的隱患，因此要求在充電結(jié)束控制和保護(hù)方面要特別小心。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，鋰離子電池包都會(huì)內(nèi)置有相應(yīng)的充放電保護(hù)電路, 以便更安全的保護(hù)電池不發(fā)生以外.
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