当前的快速充电器不能遵循蓄电池自身的特性进行快速充电，致使析气多，温升大，缩短电池的使用寿命。针对上述问题，创新性地提出应用ANFIS对电池的可接受电流进行预测，保证电池在最佳充电速率下快速无损充电。详细介绍以单片机XC164CM为核心，完成新型快速无损智能充电器的设计，具有电流检测和控制等功能。样机测试表明，充电过程中析气少，温升低，充电效率高，解决了充电速率与电池寿命之间的矛盾。

根据马斯定理，对电池进行快速无损充电，充电电流应等于或接近于当前电池所能接受的电流大小，以保证析气率最低，减少快速充电过程中对电池的损害。近来，先进的智能控制技术被引入到快速充电技术中，用于停充电控制或充电模式选择，提高控制精度和充电效率；但没有考虑电池自身的充电特性，缺乏自适应能力，不能跟踪电池充电特性的改变而动态调节充电电流，导致充电电流大于电池能接受的电流，致使温升过高对电池造成损害。为此，需要设计一种新型的智能充电器，能对电池进行安全、无损、快速充电。

深入研究快速充电理论，从镍镉电池特性出发，创新性地提出引入自适应模糊神经网络（ANFIS）对电池在不同荷电状态下的可接受电流进行预测，从而调整实际充电电流；同时，充电中加入负脉冲去极化。在此基础上，采用英飞凌公司的单片机XC164CM及外围接口电路提出一种新型的快速无损智能充电器的设计方案。

镍镉电池充电过程特性研究

单节镍镉电池的充电曲线如图1所示。整个充电过程大致可分为4个阶段。

图224V/40W电源电路

设计的性能指标如下：

1）输入电压：Uac=220（1±20%）V；2）输入电压频率：f=50（1±5%）Hz；3）输出电压/最大输出功率：24V/40W；4）开关电源效率：η≥80%.

交流输入电压Uac经过压敏电阻R1滤除交流电压中的尖峰脉冲后，经电磁干扰（EMI）滤波器（C1，L1）滤除差模和共模干扰。之后经过BR全波整流及C2滤波后产生直流高压，给高频变压器的初级绕组供电。P6KE200（瞬态电压抑制器）和BYV26C（超快恢复二极管）构成钳位电路，用于吸收在TOP224Y关断时由高频漏感产生的尖峰电压，并能衰减振铃电压，对漏极起到保护作用。次级电路经过VD3、C3、L2和C4整流滤波输出24V的电压U0.由TL431A构成的外部误差放大器实现U0的动态稳压，当输出电压发生波动，经R4、R5分压后得到取样电压，就与TL431A内的基准电压（2.5V）进行比较产生一个外部控制信号，再通过线性光耦合器PC817A改变TOP224Y控制电流，进而调节占空比使U0趋于稳定。C7滤除加在控制端的尖峰电压，还与R2、R5一起对控制回路进行补偿。R3为最小输出负载，用于提高轻载时的电压稳定度。

2、充电电路

充电电路如图3所示。

图4电流检测及过流保护电路

过流时（电流超过4A），经比较器U2A输出低电平过流信号（FAULT），该信号送入XC164CM的中断陷阱引脚

图5单节镍镉电池智能充电流程图