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为了缩短铅酸蓄电池的充电时间，提高电能转换效率，本文在传统充电模式的基础上，依据蓄电池可接受的最佳充电状态和充放电的关系，设计制作了快速充电模式电路。该模式采用较为简单的反激拓扑结构，增加了提高功率因素的前置电路，采取了灵敏的控制策略。通过软硬件相结合，增加了电路的可靠性。实验数据表明，该电路在不影响铅酸电池物理化学性质的前提下，提高了充电电路的功率因素、效率，并有效缩短了充电时间。

铅酸蓄电池因其价格低廉、制作材料简单、工艺成熟、性能稳定而具有广泛的应用领域。但长期以来，铅酸蓄电池存在充电时间过长、效率低等问题。为了解决这些问题，本文以单片机为辅助手段，结合改进的三段式充电模式，设计制作了新型脉冲快速充电电路。

一、快速充电理论及最优方案

1. 铅酸蓄电池的充放电原理

铅酸蓄电池的核心部分包括正负极板、电解液、隔板。在充放电过程中，正负极板的活性物质与电解液发生反应，实现化学能与电能的转化。

2. 蓄电池的最佳充电接受方案

基于蓄电池充电过程中的最低析气率，马斯提出了蓄电池接受的最佳充电电流曲线。本文通过分析蓄电池的充电特性，结合马斯最佳充电曲线，提出了分段充电策略，包括涓流、大电流恒流、恒压和浮充四个阶段。

二、硬件电路的设计

1. 铅酸蓄电池快充硬件电路架构

硬件电路主要包括第一级的APFC升压模块、第二级的反激降压模块、第三级控制模块（包括铅酸蓄电池充电模块、放电模块、采集电路模块）。

2. Boost APFC模块

为了提高输入电路的功率因素，加入了功率因素校正（APFC）电路。该电路通过采样第二级反激拓扑结构输入电流，反馈到控制芯片中，最终调节MOSFET的占空比。

3. 反激输出电路

本文采用较为简单的反激拓扑电路作为第二级电路，使用连续模式（CCM）工作模式。主电路控制芯片由UC3844B构成，频率为fsw=1.72/（R×C），设计为150 kHz。

4. 控制电路

充放电控制电路是控制器设计的关键。控制模块电路通过两个P沟道MOSFET的开通与关断，实现充电过程的正向通电、停止充电和反向放电三个阶段。

三、软件电路

本文设计的快速充电模式采用充—停—放—停—充的循环模式。在监测铅酸蓄电池的端电压与采样电阻的电流过程中，通过电压传感器确定充电开始模式，并时刻检测蓄电池两端的温度，随时调整充电模式，有效保护蓄电池的寿命。

四、实验结果与结论

通过与传统三段式充电器的对比实验，本文设计制作的快充充电器在时间、功率因素和效率方面都表现出优势，实现了对铅酸蓄电池的快速充电。

参考文献：

[参考的具体学术文献]