高频谐振式铅酸蓄电池修复系统的研究

摘要

铅酸蓄电池被大规模地应用于电动车、汽车、IT通讯、电力等各行各业,其失效、报废的问题受到了越来越多的关注。针对铅酸蓄电池日常充放电过程中存在极板容易硫化、从而导致电池失效报废等问题,本文发计了一款高频谐振式修复仪。该修复仪采用恒压电源叠加高频谐波电路的方式,产生频率十分丰富的谐波信号。该信号与硫酸铅晶体产生共振,从而溶解不同体积和形状的硫酸铅晶体,消除铅酸蓄电池的硫化,恢复蓄电池原有容量。课题的具体研究内容如下:
　　 (1)对半桥供电电源拓扑进行了较为深入的研究。分析了电感电流连续时的工作过程和电路各部分电压(电流)波形:设计了EMI滤波器、输入整流电路、高频变压器、输出整流回路;并对供电电源电路的PWM控制电路进行了设计。
　　 (2)设计了高频谐波电路。分析了高频谐波回路电路结构、工作过程,并对相关元件的参数进行了设计;以SG3525控制芯片为核心设计了高频谐波电路的PWM控制电路,并且分析了SG3525工作原理及PWM控制器电路的构成。
　　 (3)设计了以ATmega32单片机为基础的修复仪控制系统。主要包括开关管控制、输出电压电流检测、容量键盘选择、蜂鸣器及指示灯控制、LCD显示。
　　 (4)设计了以ATmega32单片机为核心的系统软件主程序和部分关键程序。基于ICC_AVR和Proteus软件的丌发平台对所设计的程序进行了仿真及试验,并根据试验结果不断的完善各部分程序。
　　 制作了一台高频谐波式铅酸蓄电池修复仪的初期样机,测试了供电电源的输出电压波形、高频谐波电路中开关管的驱动波形及高频谐波电路的输出电压、电流波形,实验结果证明所研究的高频谐波式铅酸蓄电池修复仪的输出电压能够产生20kHz的高频谐波,基本达到了设计要求。