[发明专利]电流过冲充电方法和用以实现该方法的一种电流过冲式充电器

说明书

技术领域

本发明涉及充电方法和充电器，尤其是一种电流过冲充电方法和用以实现该充电方法的带有钳位回输绕组的单端反激式开关电源电流过冲式充电器，属于电力电子技术领域。

背景技术

失水、热失控和硫化(硫酸盐化。除“硫化”外，还有“钝化”一说，但钝化的机理目前尚不清楚，故在此仅引用硫化)是铅酸蓄电池的三大失效形式。其中，除硫化失效与铅酸蓄电池的生成机理有关外，失水和热失控失效皆与充电直接相关，即它们都是因所实行的充电方法和采用的充电器不当所致。

在常温下，一节铅酸蓄电池正、负电极的化学反应与充电电压的关系遵循以下规律：当电压上升至2.35V时，正电极开始析氧，电压上升至2.42V时，负电极开始析氢。对于阀控型铅酸蓄电池，析氧、析氢将导致失水，而对于密封型铅酸蓄电池，由于析氧要产生热量，致使蓄电池内的温度和压力同时上升，严重时将导致热失控和电极变形。

传统充电器多是“电压过充式充电器”，其充电方法亦可被称为“电压过充充电方法”。由于铅酸蓄电池当被连续充电至析氧电压时，其容量只达到额定值的约80％，为了充满蓄电池，电压过充充电方法不惜越过析氧、析氢电压，采取分段减小充电电流的办法来达到目的。虽然电压过充式充电器在充电后期采取了降低充电电流以减少氧、氢析出量的措施，但却不能从根本上避免失水和热失控，况且，连续充电和充电电流过小，反倒有促成细微硫化之虞。

一个理想充电器，应能充分发挥电源技术的特长，除了要避免因自身原因损坏蓄电池外，还应能改善蓄电池性能，延长蓄电池寿命。对铅酸蓄电池而言，就是既不能让它析氧、析氢，又要能将它充满，还要尽可能地减除硫化，延长其寿命。不越过析氧、析氢电压将铅酸蓄电池充满，这是个难题，解决此难题的关键是要看电池本身是否有可资利用的条件。

但凡蓄电池，都有一个最高充电电压的限制，超过这一电压，蓄电池不是受损就是失效，如铅酸蓄电池开始受损的电压是2.35V，因此，2.35V应被列为铅酸蓄电池的“禁充电压”；蓄电池一旦被充满并停充后，电压就会回落并长时间稳定在一定的数值上，这个数值是蓄电池的“满电压”，如铅酸蓄电池的电压一般会回落稳定在2.11～2.2V之间(视不同产品而异)，在实际操作时，2.2V可被作为铅酸蓄电池的满电压。显然，在禁充电压和满电压之间充电不会损坏蓄电池，而问题在于怎样利用这个电压区间来达到充满蓄电池的目的。

实践表明，铅酸蓄电池(包括镍镉、镍氢等蓄电池)在充电时一般会出现以下现象：

——每当蓄电池被充电至禁充电压后，如充电器停充，此时，蓄电池电压将回落，回落的速度和落点电压要看蓄电池被充满的程度而定，充的不满，电压回落快、落点电压低；充的满，电压回落慢、落点电压高；如蓄电池已被100％充满，其电压将以慢速回落到满电压。

——当蓄电池电压回落到满电压后，如重启充电，蓄电池电压将上升，上升的速度要看蓄电池被充满的程度而定，充的不满，电压上升慢；充的满，电压上升快；如蓄电池已被100％充满，其电压将迅速上升至禁充电压。

——每当重启充电时，蓄电池都将出现一个能够接受大电流冲击的现象，接受大电流冲击的时间长短要看蓄电池被充满的程度而定(另还与蓄电池的额定容量等因素有关)，充的不满，接受大电流冲击的时间长；充的满，接受大电流冲击的时间短。

——当对铅酸蓄电池重启充电，充电电压达到或越过禁充电压时，铅酸蓄电池并不立即析氧，而会出现一个短暂的(数以秒钟)析氧滞后时间，表现出一种在时间上能够接受“电流过冲”的现象。

——大电流冲击和电流过冲，尤其当充电电流是“高频脉冲”时，铅酸蓄电池接受电流的能力将显著变大(这是设计快速充电器的依据)。

——大电流冲击和电流过冲，尤其当充电电流是“高频变频脉冲”时，对已发生硫化的铅酸蓄电池还有去硫化作用(这是设计修复型充电器的依据)。

由此可见，在铅酸蓄电池的满电压和禁充电压之间隐含着一个“再充电区域”，这个再充电区域在连续和电压过充的充电模式下并不出现，只有当充电器的充电模式含有间歇充电和电流过冲的因素时它才会体现，才能将电流充进蓄电池并将其充满。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电方法——电流过冲充电方法。电流过冲充电方法是利用蓄电池(包括铅酸、镍镉、镍氢等蓄电池)在满电压与禁充电压之间的再充电区域所具有的能够接受大电流和电流过冲的特点，通过高频变频脉冲、间歇充电和电流过冲将蓄电池充满的充电方法。