第４期

２００６年８月

工矿

自

动化

Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ

Ｍｉｎｅ

Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

ＮＯ．４

Ａｕｇ．２００６

文章编号：１６７１—２５１Ｘ（２００６）０４—００７９—０３

矿用锂电池充电保护电路的研制

马宏伟１，

李彬２

（１．西安科技大学，陕西西安７１００５４；２．陕西压延设备厂，陕西富平７１１７１１）

摘要：介绍了锂电池的优势和保护电路的特点。用ＩＣ做充电管理，设计了一种矿用锂电池充放电管理

电路，并给出了充电参数的设置方法和充放电控制的状态流程。为矿用锂电池保护电路的设计提供了一种

参考。

关键词：矿用锂电池；充电保护；短路保护

中图分类号：ＴＤ６１１

文献标识码：Ｂ

０

引言

效的充电控制成为矿用锂电池推广应用的瓶颈。

锂电池具有较高的能量重量比和能量体积比，

无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命较长，价

格也越来越低。它的这些特点促进了便携式产品向

更小更轻的方向发展，使得选用单节锂电池供电的

产品也越来越多。本文主要就矿用锂电池充电保护

电路作一介绍。

矿用锂电池的不足之处在于对充电器的要求比

较苛刻，对保护电路的要求较高。其要求的充电方

式是先恒流后恒压方式，为有效利用电池容量，需将

矿用锂电池充电至最大电压，但是过压充电会造成

电池损坏，这就要求较高的控制精度（精度高于

１％）。另外，对于电压过低的电池需要预充，充电终

止检测除电压检测外，还需采用其它的辅助方法作

为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电

时间，为电池提供附加保护。由此可见，实现安全高

收稿日期：２００６—０３—１１

ｌ

矿用锂电池充电的技术要求分析

单体矿用锂电池的充电电压一般严格保持在

４．２５

Ｖ（在必要的情况下适当调整±５０ ｍＶ，它的充

电电压与充电次数成反比），充电速率通常限制在

ＩＣ以下。若充电电压超过４。５ Ｖ，可能造成电池的

永久性损坏。锂电池充电特性曲线如图１所示。该

充电特性曲线具有负的温度系数（它的限流可利用

热敏电阻进行限流），因此环境温度对充放电特性有

较大影响，需根据环境温度调整各充电门限参数值。

先以１Ｃ充电速率充电，在此过程中，充电电流恒定

不变，电池电压逐渐上升。当单体电池的电压上升

到４．２ Ｖ（依产品的不同可适当放到４．２５ Ｖ）时，充

电器应立即转入恒压的充电，充电电压的波动应控

制在５０ ｍＶ以内。充电电流逐渐减少，当电池充足

电时，电流下降到涓流充电电流。用这种方法，大约

需２ ｈ，电池可充到额定容量。在这里采用的是先

作者简介：马宏伟（１９５７一），男，陕西兴平人，博士研究生导师。

恒流再恒压的充电模式。

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近设定深度报警，分别用于上提接近井口时提醒、仪

器出井口声光报警和定位提示。

２．３数据处理和控制功能

数据处理内容包括：计数脉冲的读取和预置；未

校正深度的计算；深度校正；硬件定时器的触发和中

断；速度计算；张力、方向张力和差分张力计算；汉字

提取与显示；触摸屏通信和键值计算；各报警项的判

断与触发；数据存储和打印的接口通信。

现场操作时，由于一般工程绞车都采用角速度

控制，长时间的井下作业过程中，电缆的线速度变化

大，操作员需要时刻注意绞车的工作状态，并不断调

整，以保证电缆线速度基本恒定，满足井下作业需

要。可结合液压电控制器，构建闭环线速度控制回

路。

３

结语

在消化吸收引进设备的功能基础上，结合技术

发展和国产化要求，设计了新的工程绞车测控装置。

对测控电路作了改进，增加部分实用功能，可与目前

国内各种石油工程绞车配套使用。

万方数据