图 4

图 5

PIC 控制电路

PIC 单片机软件部分的功能是通过对蓄电池状态的检测，使充电转入不同的充电阶段。实现各个不同阶段的充电或暂停充电和终止充电的控制，并显示充电器

当前状态。充电分为三个阶段：

第一阶段，通过采集电池电压，判断电池电压低于快充门槛电压 Vg 时采用小电流恒流充电，这样可以避免电池深度放电时马上开始快充对电池造成的损害；

第二阶段，当采集到的电池端电压大于 Vg 时采用正负脉冲充电方式，短时间充入大量电能，电池绝大部分能量都是在这个阶段充入的；

第三阶段，当电池电压升至补足充电电压阈值时，转入补充阶段，此阶段采用恒压充电方式，充电电流逐渐减小，直到充电结束。

快速充电原理

理论和实践证明蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程，一般来说充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降，不可能自动按恒流或者恒压充电。而且充

电过程中影响充电的因素很多，电解液浓度、极板活性物的浓度和环境温度等的不同都会使充电产生很大的差异。而且随着放电状态、使用和保存期的不同，

即使相同型号容量的同类电池的充电也大不一样。

1972 年，美国科学家马斯在第二届世界电动汽车年会上提出了著名的马斯三定律，根据马斯三定律，如图 1 所示，我们可以知道在充电过程中，当充电电流接

近蓄电池固有的微量析气充电曲线时，适时地对电池进行反向大电流瞬间放电，能够除去正极板上的气体，并使氧气在负极板上被吸收，从而解决了电池在快

速充电过程中的极化问题，这个过程还可以降低电池内部压力、温度、阻抗，减少能量的损耗，使电能更有效地转化为化学能并存储起来，提高了充电效率和

蓄电池的充电接受能力，从而大大提高充电速度，缩短充电时间。

主电路设计

电路的总体结构如图 2 所示，可分为四个部分：功率因数校正部分(PFC)、双正激变换充电部分、放电部分以及能量回馈部分。功率因数校正部分由 L1、Q1、C

1、D1 组成；双正激变换充电部分由 C1、Q3、Q4、D3、D4、D5、D6、T1 以及 T2 组成；放电部分则由 Q2、T2 组成；T2、D2 和 C1 构成了能量反馈部分。

传统 DC－DC 充电电路一般由交流市电整流和大电容滤波后得到较为平滑的直流电压，由于滤波电容的储能作用使得输入电流为一个时间很短、峰值很高的周期

性尖峰电流，含有丰富的高次谐波分量，严重污染了电网。电路引入 Boost 型功率因数有源校正电路使得输入电流和输入电压为同频同相正弦波，大大提高了