铅酸蓄电池快速充电控制方法、变流控制电路及快速充电装置与流程

本发明涉及一种蓄电池充电控制方法及装置，尤其是涉及一种铅酸蓄电池快速充电控制方法及其实现电路（装置）。

背景技术：

目前，电动车已成为老百姓日常生活中的主要交通和运输工具，铅酸蓄电池因为其技术成熟、经济实惠，成为当前电动车大量采用的主要动力来源。

铅酸蓄电池是二次电池，当其内部储存电量消耗后可以通过充电器进行补充而反复使用。为保护蓄电池不因充电而损坏，目前的充电器普遍存在有充电电流小、充电时间长的缺陷。目前的充电电流一般设置为蓄电池的0.15C左右，如此大小的电流虽对蓄电池没有什么伤害但充电时间需要8-10个小时，过长的充电时间限制了蓄电池的有效使用，给用户使用带来不便。为减短充电时间虽然可以增大充电电流，但由于技术原因不能有效解决大电流充电对蓄电池造成的损伤，会明显缩短蓄电池的寿命，只能作为应急电源偶尔使用。

为提高充电效率和充电速度，人们对铅酸蓄电池的充电特性进行了大量研究，开发了多种快速充电技术。1、如“中国科学院电工研究所”、“国家劳动和社会保障部”、“可再生能源发电咨询与培训中心”联合出版的《铅酸蓄电池的充放电特性与维护》一书标明：蓄电池的充放电特性不是一成不变的，它与蓄电池的使用过程和蓄电池的新旧程度有关。2、还与蓄电池的即时存电量有关。3、当充电电流小于蓄电池可接受电流时，效果降低加长了充满时间，4、当充电电流大于蓄电池可接受电流时，蓄电池端电压上升过快，多余电能被转化成热量，这既浪费了电能还对蓄电池造成损伤，导致蓄电池寿命减短。5、在充电开始和接近充满时，蓄电池接受电流转化能力弱，过大的充电电流同样会损伤蓄电池。

目前主要的充电方法都存在有不同缺陷：1、三段式：选取的充电电流是安全电流但造成充电时间过长，而且不能适应被充蓄电池的整个过程，前期和中后期与蓄电池的接受能力偏差大，后期的涓流充电持续时间过长照样造成过充，这种情况由于操作者原因常常发生。2、许多新的充电技术，其中以脉冲式、间歇式、变流式效果为佳。这些新方法可以改善充电性能，但大多使用蓄电池外表温升参数测控，温度升高后才干预，措施滞后，不能明显增大充电电流提高充电速度，而且需要复杂的电路结构、众多的元器件，甚至依托单片机、程序等才能实现，实施门槛高或成本增加。3、还有运用新技术把充电过程精密分解、多段设置充电参数，此方法也只是针对群体共性，不能精密适应到个体，也不适应新旧程度不同，剩余存电量不同的蓄电池。

研究表明：铅酸蓄电池充电时的电化学转化能力即接受电量的能力与蓄电池的新旧程度和内部已存电量有关，新旧不同、内部已存电量不同再充电时其接受充电电流的能力也不同；蓄电池越新、内部已存电量越少其接受充电电流的能力越强。接受能力强其端电压上升就越慢，一旦充电电流偏大超出其接受能力，电瓶的端电压就上升快，多余的充电量就会转化成热量而降低充电效率。根据铅酸蓄电池的这一特性，我们可以在充电初后期减小电流使蓄电池免受损伤，在充电中期加大充电电流以缩短充电时间，而且实时检测蓄电池端电压变化，使充电电流的大小能够适应和跟踪不同质量性能、不同新旧，不同剩余电量的蓄电池。不过现在市场上所售的充电器充电电流是固定不变的，这就造成蓄电池在充电初期电流过大损伤蓄电池，中期吃不饱充电时间加长，末期充电电流偏大发热。这样既加长了电量充满的时间，也降低了充电效率，浪费了电能，还造成蓄电池在使用后期出现被充鼓变形的故障导致提前报废。

技术实现要素：

本发明针对现有技术不足，提出了一种铅酸蓄电池快速充电控制方法，采用充电功能电路与开关电源组合控制充电参数，使整个充电过程更符合蓄电池的充电特性，有效提高了充电速度和效率，缩短了充电时间，又有效保持蓄电池的原有使用寿命不被缩短；本发明同时提出了一种变流控制电路及一种实现所述快速充电控制方法的铅酸蓄电池安全快速充电装置。

本发明所采用的技术方案：

一种铅酸蓄电池快速充电控制方法：

1）在充电开始，首先是大电流变流输出充电阶段：采用变流控制电路，以蓄电池充电时的最大电流接受能力为依据设置最大充电电流，以蓄电池最大充电电流时的电压上升速度为依据设定电压上升率基准值；实时检测蓄电池充电时的端电压，将测得的蓄电池端电压上升速度与设定的电压上升率基准值比较，进而分段延时或线性调节充电电流大小，让充电电流始终跟踪并保持与蓄电池的即时电流接受能力同步；

2）在充电器处于充电状态时，采用间歇控制电路，把连续工作的控制信号周期性关断迫使充电器间歇性工作，以间歇式的充电方式为蓄电池充电；

3）最后，在蓄电池端电压上升至最高电压时，转换充电模式补充充电或对蓄电池进行养护。

所述的铅酸蓄电池快速充电控制方法，在大电流变流输出充电阶段：当蓄电池端电压上升率小于设定的电压上升率基准值时，变流控制电路以最大充电电流为蓄电池充电；当蓄电池端电压上升率大于设定的电压上升率基准值时，变流控制电路把充电电流向下调一个档充电，并延时这个状态，延时结束后充电电流又恢复到原来的大电流，如果蓄电池端电压上升率不再大于电压上升基准值时就以大电流充电，如果大于电压上升基准值，重新把充电电流下调一个档次，如此反复，实现分段延时控制；或者，当蓄电池端电压上升率大于设定的电压上升率基准值时，通过变流控制电路线性调节充电电流使充电电流减小至与蓄电池的电流接受能力相同并保持。

所述的铅酸蓄电池快速充电控制方法，在蓄电池端电压上升至最高电压时，转换充电模式补充充电或对蓄电池进行养护：采用微充放模式补充充电、激活和保持蓄电池活性，即采用大电流短时间充电和小电流长时间放电方式对蓄电池进行补充和维护。

所述的铅酸蓄电池快速充电控制方法，采用去硫化电路对蓄电池进行维护，设置回差电压阈值略小于蓄电池安全充电电压，当蓄电池端电压上升到蓄电池的最高允许电压时，控制充电电路停止充电，启动去硫化电路进行小幅度放电，待蓄电池端电压降至回差电压阀值，控制充电电路继续为蓄电池充电，使充电电压再上升至蓄电池的最高允许电压，反复循环。

一种实现前述铅酸蓄电池快速充电控制方法的变流控制电路，包括变电流检测单元、分段延时控制单元或线性调节单元，分段延时控制单元采用比较延时电路实现分段延时控制，线性调节单元采用比例放大电路线性调节充电电流，所述变电流检测单元采用电压升降检测电路，所述电压升降检测电路的输出端连接分段延时控制单元比较器或线性调节单元比例放大电路的输入端；所述分段延时控制单元或线性调节单元的输出端通过放大电路输出变流控制信号，实现分段延时或线性调节充电电流大小。

所述的变流控制电路，述变电流检测单元采用R41、R42、R43、R44四个电阻组成电阻桥，与所述电阻桥的对角桥臂R42、R43各连接一个电容，所述电阻桥的输入端连接在被充电的蓄电池两端，电阻桥的输出端A、B连接分段延时控制单元或线性放大控制单元输入端。

所述的变流控制电路，为保证检测灵敏度和检测的一致性，在所述电压升降检测电路的电桥中，与对角桥臂连接设有放大电路，并在电阻桥中增加二极管（D42、D43）和电阻（R53、R54）以提高电路的热稳定性和检测精度。

所述的变流控制电路，分段延时控制单元由一级比较器和一级延时电路组成，设置比较器的回差大小与被充电蓄电池的电压上升率值相等，当蓄电池由于充电电流大引起的端电压上升值大于比较器的回差时，比较器AR4反转并对延时电容放电清零，延时器AR5输出高电位控制变流输出管导通，向外输出一个延时时长的变流信号。

一种铅酸蓄电池安全快速充电装置，包括所述的变流控制电路，间歇控制电路，充电控制电路，开关电源，所述变流控制电路输出连接开关电源，所述开关电源通过稳流电路连接蓄电池组，充电控制电路与间歇控制电路连接，间歇控制电路与开关电源连接，稳流电路也与间歇控制电路连接。

所述的铅酸蓄电池安全快速充电装置，间歇控制电路由电阻R69、R70、R71，电容C70、C71，双基三极管Q72，场效应三极管Q70、Q71，二极管D71等元件组成，加装在开关电源电压控制信号的通道中，把连续工作的控制信号周期性关断迫使充电装置间歇性工作，蓄电池充满后随着充电装置停止工作时关闭。

本发明的有益效果：

1、本发明铅酸蓄电池快速充电控制方法及装置，以被充蓄电池在充电过程中能够接受的最大充电电流为依据设定充电电流，以被充蓄电池充电时的电压上升速度设定电压上升率；通过实时检测蓄电池充电时端电压上升速度，将检出的端电压上升率与设定的电压上升率比较，进而分段或线性调节充电电流，让充电电流始终跟踪并保持与蓄电池的即时电流接受能力同步，因而具有更宽的蓄电池容量适应性。

2、本发明铅酸蓄电池快速充电控制方法及装置，并采用脉冲和间断的充电波形改善和提高蓄电池电流接受能力，充电后期采用微充放模式补充充电，一是继续充余下的电量，二是对电瓶进行维护，三是限制充电电压不再升高，防止过充现象发生，四是激活蓄电池潜能保持蓄电池活性。通过全部或选择使用几个充电功能电路及与不同结构的开关电源组合方案，能够实现对铅酸蓄电池的变流充电、间歇充电、限压充电、微循环充放电、高压脉冲除硫化、脉冲补充充电等功能，使整个充电过程更符合蓄电池的充电特性，既有效提高了充电速度和充电效率又有效保持蓄电池的原有使用寿命不被缩短。

3、本发明变流控制电路及其蓄电池安全快充装置，具有电路构成简单，成本低，功能电路组合灵活，易于实施等优点。变流检测可以检出被充蓄电池的端电压上升率，根据被充蓄电池充电特性设置上升率基准参数，由检出数据与预设参数比较对充电电流做出调整，可有效增大充电电流到0.3C以上缩短充电时间一半左右而对蓄电池不造成伤害。

4、本发明蓄电池安全快充装置，具有稳流功能，保证充电电流的稳定性。具有充电电压控制功能，在蓄电池端电压达到最高电压切断充电。具有充满转换功能，在切断充电时接入放电电路。具有控制充电电流间歇性中断功能。具有去硫化功能。防过充、消除老化和激活电瓶性能的充电保护装置，使用该装置可以杜绝电瓶由于过充造成的电池损坏，可以激活并提高电瓶性能，有效消除电池硫化，延长电瓶使用寿命。

5、本发明蓄电池安全快充装置，间歇式、变流式充电控制功能，稳流功能，去硫化功能，它可以全部或选择性使用，与不同的开关电源电路组合对铅酸蓄电池充电，有效增大充电电流至0.3C以上，使充电时间缩短一半以上，并使整个充电过程更符合蓄电池的充电特性，既降低了蓄电池在大电流充电时的发热量又有效提高了充电速度和充电效率，保证蓄电池在增大充电电流后的使用寿命不被缩短。

附图说明

图1是本发明铅酸蓄电池安全快充装置的结构示意图；

图2是本发明铅酸蓄电池快充方法的输出波形和充电曲线示意图（20AH）；

图3是本发明变流控制电路的电压升降检测电路原理图之一；

图4是本发明变流控制电路的电压升降检测电路原理图之二；

图5是本发明变流控制电路的分段控制单元电路原理图；

图6是本发明变流控制电路的线性调节单元电路原理图之一；

图7是本发明变流控制电路的线性调节单元电路原理图之二；

图8是本发明铅酸蓄电池安全快充装置的间歇充电控制单元电路原理图；

图9是本发明铅酸蓄电池安全快充装置变流及间歇控制电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本发明铅酸蓄电池快速充电控制方法，实现方式包括如下几个阶段：

1）在充电开始，首先是大电流变流输出充电阶段：

采用变流控制电路，以蓄电池充电时的最大电流接受能力为依据设置最大充电电流，以蓄电池最大充电电流时的电压上升速度为依据设定电压上升率基准值；实时检测蓄电池充电时的端电压，将测得的蓄电池端电压上升速度与设定的电压上升率基准值比较，进而执行分段延时调节或线性调节充电电流大小，让充电电流始终跟踪并保持与蓄电池的即时电流接受能力同步；

2）在充电器处于充电状态时，采用间歇控制电路，把连续工作的控制信号周期性关断，迫使充电器间歇性工作，以间歇式的充电方式为蓄电池继续充电；

采用间歇式的充电方式，可以消除蓄电池内部电极极化，平衡电解液浓度差，有效消除蓄电池内部热积累有效降低温升，改善和提高蓄电池电流接受能力，并有效提高充电效率并缩短充电时间；

3）最后，在蓄电池端电压上升至最高电压时，停止充电；或者，在蓄电池端电压上升至最高电压时，转换充电模式补充充电或对蓄电池进行养护。

本发明通过分段延时或线性调节充电电流大小，让充电电流始终跟踪并保持与蓄电池的即时电流接受能力同步，可有效提高充电效率并缩短充电时间。

实施例2

参见图2，本实施例的铅酸蓄电池快速充电控制方法，与实施例1的不同之处在于：在大电流变流输出充电阶段：当蓄电池端电压上升率小于设定的电压上升率基准值时，变流控制电路以最大充电电流为蓄电池充电；

当蓄电池端电压上升率大于设定的电压上升率基准值时，通过变流控制电路把充电电流向下调一个档充电，并延时这个状态，等延时结束后充电电流又恢复到原来的大电流，如果蓄电池端电压上升速度不再大于基准上升率就以大电流继续充电，如果端电压上升速度仍大于基准上升率就再把充电电流调小，如此反复，实现分段延时控制；

或者，当蓄电池端电压上升速度大于设定的电压上升率基准值时，通过变流控制电路线性调节充电电流使充电电流减小至与蓄电池的电流接受能力相同并保持。

实施例3

本实施例的铅酸蓄电池快速充电控制方法，与实施例1或实施例2的不同之处在于：进一步的，在蓄电池端电压上升至最高电压时，转换充电模式补充充电或对蓄电池进行养护。本实施例采用微充放模式补充充电、激活和保持蓄电池活性，即采用大电流短时间充电和小电流长时间放电方式对蓄电池进行维护。

实施例4

本实施例的铅酸蓄电池快速充电控制方法，与实施例3的不同之处在于：采用去硫化电路对蓄电池进行维护，设置回差电压阈值略小于蓄电池安全充电电压，当蓄电池端电压上升到蓄电池的最高允许电压时，充电控制电路停止充电，启动去硫化电路进行小幅度放电，待蓄电池端电压降至回差电压阀值，充电控制电路继续为蓄电池充电，使充电电压再上升至蓄电池的最高允许电压，反复循环。

实施例5

参见图5或图6，本实施例为一种实现如前所述铅酸蓄电池快速充电控制方法的变流控制电路，包括变电流检测单元、分段延时控制单元或线性调节单元；分段延时控制单元采用比较延时电路实现分段延时控制，线性调节单元采用比例放大电路线性调节充电电流；所述变电流检测单元采用电压升降检测电路，所述电压升降检测电路的输出端连接分段延时控制单元比较器或线性调节单元比例放大电路的输入端；所述分段延时控制单元或线性调节单元的输出端通过放大电路输出变流控制信号，实现分段延时或线性调节充电电流大小。

图5中，分段延时控制单元由一级比较器和一级延时电路组成，设置比较器的回差大小与被充电蓄电池的电压上升率值相等，当蓄电池由于充电电流大引起的端电压上升值大于比较器的回差时，比较器AR4反转并对延时电容放电清零，延时器AR5输出高电位控制变流输出管导通，向外输出变流信号。同时延时放电电容被充电；等延时充电电容电压升高至比较器AR5再次反转使其输出恢复低电位时，完成一个变流控制过程。

这个电路是在检测到端电压上升率高时后面的电路就把充电电流向下调一个档充电，电路中延时这个状态，等延时结束充电电流就又恢复到原来的大电流，此时如果蓄电池端电压上升速度低于基准上升率时就以大电流充电，如果端电压上升速度仍高于基准上升率，变流控制电路重动作，重把充电电流下调一个档次。如此反复，实现分段延时控制。

该电路可以实现对充电电流的阶段性调整。工作原理是：当充电电流小于或等于蓄电池的最大接受电流时，蓄电池的端电压上升缓慢，节点A和节点B的电位差偏小，不足以驱动比较器翻转，则比较器AR4正相输入端处于高电位，其输出端即节点C也处于高电位。节点D处于低电位，输出三极管截止，不向外输出控制或调节信号。

当蓄电池的充电电流大于其最大接受电流时，蓄电池的端电压上升加快，节点A和节点B的电位差增大并大于比较器的AR4的翻转电压，AR5输出级导通，延时电容C43经过电阻R45和比较器AR4快速放电，C点电位下降并低于AR5的同相端，此时C点由于C43的原因使低电位保持一定时间，在此时间段内D点高电位，Q41导通，向外输出低电平电流调节信号，控制开关电源减小充电电流，蓄电池端电压上升减慢，期间AR4反转，其输出关断，电容C43经电阻R46充电而电位逐渐上升，经过一定时间的充电使电位上升高于AR5的同相端时，AR5恢复原始状态，电路对充电电流的控制消失，充电电流增大，蓄电池的端电压上升速度加快，节点A和节点B的电位差又增大，一旦大于AR4的反转电位时，AR4反转对C43放电，重复上述工作过程，重新对电流进行再一次调节。

图6中，检测电路后跟一个线性放大器，该放大器对前级检测出的电位差信号进行同步线性放大，将检测到的电压上升率值同步放大一定值去同比例调整充电电流，输出一定电平幅度的电压信号控制场效应管Q41的导通状态，由Q41直接控制变流电路对充电电流进行同步调整，实现线性调节充电电流大小，让充电电流始终处于蓄电池的最大接收电流值，达到最佳充电状态。控制信号输出级可改用场效应管，

实施例6

参见图3，本实施例的变流控制电路，与实施例5的不同之处在于：所述变电流检测单元采用R41、R42、R43、R44四个电阻组成电阻桥，与所述电阻桥的对角桥臂R42、R43各连接一个电容，所述电阻桥的输入端连接在被充电的蓄电池两端，电阻桥的输出端A、B连接分段延时控制单元或线性放大控制单元输入端。

在电路中，由R41、R42和R43、R44组成电阻桥接在被充电的蓄电池两端，其中取电阻值R41=R43，R42=R44；电容C41=C42。该电阻桥与电容共同形成一个蓄电池端电压上升速率检测电路，用来检出蓄电池端电压在充电过程中的上升速度。

在不考虑电容C41、C42的影响时，不管电阻桥两端的电压即蓄电池电压怎样变化，也不管电压上升速度有多快，节点A和节点B的电位同步上升而且始终相等；加入电容C41和C42之后，由于电容两端电压不能突变，蓄电池端电压的上升幅度就完全加在电阻R41和R44上，形成节点A的电位上升变慢，节点B的电位上升快，两个节点之间的电位差随蓄电池的端电压上升加快而变大，而且蓄电池端电压上升越快，两个节点之间的电位差就越大。

对于确定的蓄电池组，其新旧程度和存电量是确定的，充电性能即接受电流的能力也随之确定，这时候节点A和节点B的电位差大小就只与充电电流的大小有关，一旦充电电流过大超出蓄电池的电流接收能力就会引起端电压上升速度加快，使二者之间的电位差加大，所以我们不仅可以根据节点A和B之间的电位差值确定蓄电池的充电速度，也能判断出充电电流是否过大，并检出其电位差值去驱动后面的处理电路控制开关电源输出电流的大小，以达到与蓄电池的接受能力相匹配。充电器中添加了这个电路就可以一直以较大的电流充电以提高充电速度缩短充电时间。

蓄电池充电变电流检测与控制单元电路可以根据蓄电池的电流接受能力自动调整充电电流，使之在整个充电过程中任一时刻或任一阶段时的充电电流为蓄电池的最大接受电流，有效提高充电效率并缩短充电时间。

实施例7

本实施例所述的变流控制电路，与前述各实施例不同的是：为保证检测灵敏度和检测的一致性，在所述电压升降检测电路的电桥中，与对角桥臂连接设有放大电路，并在电阻桥中增加二极管（D42、D43）和电阻（R53、R54）以提高电路的热稳定性和检测精度。

参见图4，和图3相比增加了一级三极管放大。其中增加的二极管D42、D43和电阻R53、R54可以提高本电路的热稳定性和检测精度。

实施例8

本实施例所述的变流控制电路，与前述各实施例不同的是：参见图7，是图4和图6的组合（加三极管放大电路后与放大器之间的组合）。图6、图7中的电阻R40和稳压管D41组成串联式稳压电路给信号处理电路供电。

该方案电路可以通过其输出端去控制和改变开关电源的稳流电路基准信号大小，从而限制稳流电路检测信号的最大值，达到变流目的。

实施例9

参见图1，本实施例为一种实现前述铅酸蓄电池快速充电方法的安全快速充电装置，包括如前所述的变流控制电路，间歇控制电路，充电控制电路，开关电源（可控直流电源），所述变流控制电路输出连接开关电源，所述开关电源通过稳流电路连接蓄电池组，充电控制电路与间歇控制电路连接，间歇控制电路与开关电源连接，稳流电路也与间歇控制电路连接。

实施例10

参见图8，本实施例所述的铅酸蓄电池安全快速充电装置，与实施例9的区别在于，采用如下的间歇控制电路。该电路由电阻R69、R70、R71，电容C70、C71，双基三极管Q72，场效应三极管Q70、Q71，二极管D71等元件组成。

所述间歇控制电路加装在开关电源电压控制信号的通道中，在充电器处于充电状态时工作，把连续工作的控制信号周期性关断迫使充电器间歇性工作，蓄电池充满后随着充电装置停止工作而关闭。取值要点：根据每个周期内充电时间与停充时间的长短及比值设置C71、R71放电时间和C70、R70的充电时间。

间歇充电的作用是在正常充电过程中控制充电电流每隔一定时长停顿一个相对短的时间间隔，这个停充间隔可以达到让蓄电池内部的电解液浓度恢复平衡，极板与电解液之间的极化现象消除，已分解的氢氧离子重新化合减小气体析出，本充电周期内产生的热量散发以减小热积累降低蓄电池温升、减少水分蒸发、提高充电效率的目的。

工作原理：充电器的电压控制信号从A点进入，经电阻R68控制三极管Q7的基极，Q7控制开关电源的稳压控制端。图中电阻R为开关电源稳压控制端的等效电阻。

当充电器给蓄电池充电时，A点输出高电平，该输入信号经电阻R68加在控制三极管Q7基极，此时Q7理应导通，但由于该控制信号在加给电阻R68的同时通过电阻R69也加了三极管Q72上令Q72导通，结果使Q7的基极经过Q72接地，迫使Q7处于截止状态，开关电源在Q7截止期间停止给蓄电池充电。

在Q7的截止的同时C点变成高电平，电容C71经D71瞬间被充电接近C点电压，于是Q71的导通又迫使Q72截止；Q72的截止可以让Q7即时获得驱动电压而导通，如果这样会造成Q7的截止时间过短，元件C70、R70、Q70的作用是延迟Q7的导通，过程是在Q7截止C点电位变高的同时Q70的栅极电位通过C70也被拉高，于是Q70导通，Q70的导通使Q7的基极仍保护对地短路状态。同时，C70通过R70被充电，合理设置R70和C70的时间常数，让C70的充电时间常数在要求的范围内以保证Q7的截止时间达到要求。

实施例11

参见图9，本实施例所述的铅酸蓄电池安全快速充电装置，与实施例10的区别在于，含有间隔充电的开关电源电压控制功能电路。

在图9中，比较器AR的反相输入端从C点获得被充蓄电池的端电压高低信号与同相输入端E点的基准电压进行比较，输出相应的电平信号到A点。当蓄电池所存电量不满时，D点电平低于E点，A点高电平通过B点控制Q7导通，Q7控制的开关电源电压反馈端获得信号导通，开关电源工作给蓄电池充电，同时间隔充电控制电路工作，开关电源在其控制下把持续充电变成以间断方式充电。当蓄电池被充满时D点电位升高到高于E点电位，比较器AR反转，A点电位降低为0，A7截止充电停止。

图中的电阻R66的作用是加速比较器反转速度并使反转有一定回差。

实施例12

参见图1，本实施例所述的铅酸蓄电池安全快速充电装置，与前述各实施例的区别在于，含有去硫化及放电电路以及功能转换电路，充电控制电路连接功能转换电路，去硫化及放电电路通过功能转换电路连接蓄电池组。用去硫化功能代替微放电路负载电阻。

当蓄电池电压达到最高时，停止充电，去硫化电路接入，它既起去硫化作用也起放电作用，电压下降数伏（电压下降伏数根据蓄电池组个数不同而不同）后重新进行充电，电压升高到最高电压时又停止充电，去硫化电路再次接入……这样做的好处是用户无论多长时间不去断电，蓄电池也不会被充坏，即有防过充的作用，而且还起到激活蓄电池的作用。

本发明铅酸蓄电池快速充电方法，采用能够输出0.3C以上充电电流的可控电流源，可以根据被充蓄电池的相关参数设置最高充电电压和最大输出电流，在蓄电池端电压达到最高电压时停止充电或转换工作方式，由充电变成微充放电并启动去硫化电路工作。

本发明铅酸蓄电池安全快速充电装置及方法，工作过程是：开始以设置的最大电流给蓄电池充电，稳流电路稳定输出电流；变流检测电路检测蓄电池端电压，检出端电压上升率，与设备内部基准上升率对比，端电压上升率小于基准，变流控制电路不动作，设备以此电流继续充电，端电压上升率大于基准，变流控制电路动作，调整输出电流参数，减小输出电流，至端电压上升率等于基准，稳流电路控制输出电流以此电流值输出；在充电开始同时，间歇式充电控制电路同步工作，控制充电输出以间歇式方式输出；蓄电池端电压上升至最高电压时，充电电压控制功能动作，关断充电输出；同时接通兼具放电功能的去硫化电路工作，蓄电池端电压降至回差阀值，充电电压控制功能重启动充电。

图2是由本发明充电方法及快充装置输出波形和充电曲线示意图。从示意图可以看出： 这个充电电路的输出电压波形是有中断间隔的长脉冲，这正是人们所希望的间歇式充电方式。而充电电压曲线是随着充电时间的延续逐步上升，待充电电压上升到蓄电池的最高允许电压时便不再升高，而以最高值为拐点进行小幅度的放电，然后再充电使电压再上升。这种充电方式既保证了蓄电池不被过充，还能通过小幅度的充放电使蓄电池的电化学转化继续进行而不停止，这样既保持了蓄电池的活性又能在不过充的前提下使蓄电池内部没能参与电化学转化的电解液转化彻底即使蓄电池彻底充满。这样既提高了蓄电池的存电量也提高了蓄电池的存电能力即提高了蓄电池的活性。

在蓄电池充满后在放电曲线上叠加着幅度较大的窄脉冲。由前面的介绍可知，这些窄脉冲是由蓄电池放出的电能由相应电路转换而成。幅度较大的窄脉冲可以击碎蓄电池内部的硫化铅晶体恢复和提高蓄电池的充电效率和存放电能力。

这个充电电路的充电电流波形和电压波形一样也是有中断间隔的长脉冲，这个脉冲幅度也就是充电电流的大小随着蓄电池在不同时期接受电流能力即不同时期电化学转换能力的不同而自动做相应变化，实现了变流充电的要求。在蓄电池端电压达到最高值后，充电电路不同输出大电流，而是以较大电流的短时间充电再伴以较长时间的小电流放电。短时间的较大电流充电方式可以提高充电转换效率，较长时间的小电流放电也不会对蓄电池造成伤害而且能保持蓄电池的充放电活性。

再看充电电流曲线的形状，充电初始阶段，由于蓄电池电量基本放尽，此时的蓄电池对电流接受能力较弱，过大的充电电流不能被蓄电池转化，所以端电压会上升较快，由于变流电路的作用，其充电电流就较小，以适合此时的蓄电池充电特性；当初始充电阶段过后，蓄电池接受充电电流的能力逐步增加，充电电流也随之增大；再随着时间推移，蓄电池存电量增加到一定时后其接受充电电流的能力会缓慢下降，充电器在变流功能的作用下其输出电流也随着缓慢下降，即充电器的输出电流是随着蓄电池充电过程中的各个时间段内的电流接受能力而变化，在充电后期，虽然有充有放但充电电流平均值基本接近为0。不存在由于充电电流大于蓄电池接受电流而使多余电能转化为热能从而造成蓄电池失水和发热膨胀的现象。

本申请提供能够实现上述充电方法的功能电路，分别有：间歇式、变流式充电控制功能，稳流功能，去硫化功能，它可以全部或选择性使用，与不同的开关电源电路组合对铅酸蓄电池充电，有效增大充电电流至0.3C以上，使充电时间缩短一半以上，并使整个充电过程更符合蓄电池的充电特性，既降低了蓄电池在大电流充电时的发热量又有效提高了充电速度和充电效率，保证蓄电池在增大充电电流后的使用寿命不被缩短。