充电技术
镉镍电池的充电器根据其技术完善程度可以分成很多种类,最简单的一种莫过于慢速充电器了,这种充电器一般是一个输出电压固定的直流变压器,充电电流的大小取决于变压器内阻或者外加电阻的大小。
慢速充电对于镍氢电池或镍镉电池是不利的,因为充电过程中不断产生的热量会加速电池老化。廉价的慢速充电器一般不会对充电电流进行很好地滤波,因此对电池的损害要严重许多。
专为镍氢电池和镍镉电池优化设计的快速充电器在技术上要复杂得多,这种充电器一般设计有电流调节器、限压保护电路和充电控制电路。充电控制电路能根据电池的温度(和/或端电压)计算充电时间和充电电流,进行相应的调节直到充电过程结束。
在判别电池是否充足电方面,目前有两种标准算法,通常称为“负电压法”(-ΔV)和“温度法”( ΔT)。要使用这两种算法,充电电流必须不小于0.2C,这样才能够让电池产生显著的温升或者电压降,从而判别充电效果。(如图1所示)
有人对传统的镍镉电池充电器进行改造,使之可以为镍氢电池和/或锂离子电池充电。实验发现,只要进行很少的修改,镍镉电池的充电算法就可以用于镍氢电池。
但是,要让一种充电器同时适应三种电池就不那么容易了。首先,它必须能通过某种方式(比如选择开关、EPROM等)识别锂离子电池;其次,采用更加精密的参考电压源来设计限压保护电路;第三,要使用连续电流-连续电压充电算法(CCVV)。
因为具有后向兼容性,这种设计思路得到了普遍应用,它既能让人们享受到锂基电池的性能优势,又用安全的锂离子电池替代了“性格暴躁”的锂电池,为价格昂贵的锂离子电池及其相关保护电路早日市场化扫清了障碍。
用锂离子电池设计电源