的充电，无论是恒流充电、恒压充电或是先恒流再恒压的分段式充电，都有一个共同的问题，就是这种小慢充方式，蓄电池初充需70小时之后，进行普通充电也需10小时之后，这种充电方式在充电过程的初期，充电电流远小于蓄电池可接受的充电电流，因而拉长了充电时间，造成电能的浪费。而在充电过程的后期，充电电流又大于蓄电池可接受的电流，蓄电池内部温度上升，产生大量析气，并形成内部硫化结晶，快速缩短了蓄电池的循环常规使用的寿命，甚至有可能永久性地损坏电池。这不仅造成了浪费，也增加了对环境的污染。同时，这种传统

  美国科学家马斯通过对铅酸蓄电池的大量试验研究，提出了一条铅酸蓄电池可接受的充电电流曲线。在充电过程的初期，蓄电池可接受的充电电流很大。随着充电过程的延续，充电电流逐渐按指数规律减小。让充电机的充电电流按这样一条理想电流曲线变化，就可以最大限度的提高充电效率。同时，试验表明，采用脉冲式的充电方式是消除各种极化现象，提高充电速度，延长蓄电池循环常规使用的寿命的有效途径。这种充电方式是在对蓄电池充电的过程中适时暂停充电，并适当加入放电脉冲。当电池充电停止时，电池的欧姆极化消失，浓差极化和电化学极化减弱。若能在电池充电过程中让其反向放电，则极化现象迅速消失，电池里面温度也会因放电而得到一定效果控制。脉冲电流充放电对电池极板有加强其韧性的效果，可以大幅度提高蓄电池的循环常规使用的寿命。同时，由于电池极化现象的消失，脉冲电流又可以深层次地激活电池里面的活性物质，从而大幅度提升蓄电池的充电有效容量。

  当前，带有自适应控制技术的脉冲式充电机已成为矿用电机车充电机的主要发展趋势。因此，开发新一代的智能快速充电机不但可以提高充电效率，降低使用单位的经营成本，同时也具有节能、环保等诸方面的社会意义。

  充电机电气原理框图见图1。电气原理分为三大部分，即逆变主通道、检测控制单元和对话单元(显示操作单元)。

  逆变主通道将380V交流电源变换为可对电池进行充电的可控直流电源，由输入回路、工频整流滤波电路、移相全桥(ZVT-PWM)变换电路、高频整流电路滤波电路、输出回路及放电回路组成。

  输入回路即供电回路，在非运作时的状态时，可切断主通道电源。输入回路设计有软启动功能，避免启动冲击对回路元件造成的损伤。

  工频整流滤波电路将380 V交流电整流为约550V的直流电，如图2所示。

  移相全桥功率变换电路是主通道的核心，完成从直流到交流再到直流的变换。如图3所示。通过改变桥臂控制信号的相位，来改变耦合到高频变压器的波形宽度，从而改变输出给被充电池的电流、电压值。

  高频整流滤波电路将高频变压器副边的高频交流电，整流为电池充电要求的平滑直流电。

  输出开关电路在非充电状态下保证主通道与被充电池的隔离，防止发生反接造成的危险。

  放电电路实现充-停-放-停-充的充电方式，从而改善电池的充电效果和恢复电池的性能。此外，还可以对电能未消耗完的待充电池进行放电处理。

  控制单元接收来自对话单元给定的参数和命令，并通过对主通道各相关参数的实时检测，动态控制主通道的工作，实现要求的充电功能和充电进程。同时为设备提供多种保护。

  控制单元采用最新嵌入式内核芯片ARM设计。采集模拟量为：4路温度、输出电流、放电电流、输出电压和电池电压。控制量为：输入开关、软启动、输出开关、输出电容放电和ZVT-PWM变换控制等

  控制单元与对线全双工通信。控制单元接收来自对话单元的各种控制命令，并向对话单元实时发送数据。

  充电机进入工作状态时，设备首先进行自检。自检项目包括充电电池是否反接、主通道各部分是否正常。

  充电机以设定电流向负载电瓶恒流充电，当充电电压达到限制电压时，电压不再上升，而充电电流逐渐减小。当充电时间达到设定时间时，充电机自动结束充电过程。此种模式充电，电流不宜超过100A，否则电瓶不易充满，且析气量大。

  稳压工作，当充电时间达到设定时间或充电容量满时自动停止充电，这是基本进程。当充电时间足够长时，基本进程会叠加周期性的放电脉冲，叠加后的充电过程为充-停-放-停-充。

  c. 快速模式。快速模式包含三个顺序阶段：恒流、恒压和小电流维持。恒流段以大电流充电为特征，当充电量达到设定容量或充电时间达到设定值或电压升至限定值时结束，转入恒压段。恒流段可使电瓶恢复80%左右的容量。恒压段则维持恒流充电结束时的电压，而电流逐渐减小，当恒压充电达到设定时间时，自动转入维持充电过程。快速模式和恒流模式一样，当充电时间足够长时，基本进程会叠加周期性的放电脉冲，叠加后的充电过程为充-停-放-停-充。恒压过程结束时，电瓶容量可恢复95%以上。当充电进程转入维持充电过程时，脉冲叠加停止。放电方式是为人工对电瓶放电而设计的功能。进入该方式时，电瓶按照设定电流放电，当电瓶电压降到设定值时自动停止放电。

  本设计以大功率IGBT为核心，嵌入先进的智能控制管理系统，在充电过程中实时检测电池的充电情况，自动调整充电参数，实现最佳的模式控制。通过充-停-放-停-充的脉冲充电方式，实现了可控的去极化功能和最佳的充电工艺技术要求，提高了充电效率和电池的充电容量，延长了电池的常规使用的寿命，同时设备还具有自检及多种保护功能，有着广阔的应用前景。