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浅谈一种配电网专用24V DC-UPS直流不间断电源方案

发布时间:2018-08-15 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]

　　1)直流启动在交流失电的情况下，可以直接按一下S1，蓄电池为负载供电，同时，R5端为高电平，继电器K1吸合，即使S1断开，也不会中断供电，对S1形成自锁。
　　2)放电控制由于在大多数情况下，电池处于充电状态，这对于电池的使用寿命有很大的影响。因此，在一定的时间里应使电池放电。在该系统中，放电分手动放电和自动定时放电。定时的长短根据用户的要求而定，一般定为60天，单片机内部计时器计时到达后，给出放电信号。放电信号通过硬件电路，在R3端并上一电阻R1，使得TL494脚1的电位模压电感器厂上升，控制脉冲变窄，输出电压变低，使D1处于反偏截止，此时，蓄电池单独对负载供电，前一级DC/DC相当于空载状态。根据电池厂家的建议，将电池的放电终了电压设为10.5V×2=21V，当检测到蓄电池电压≤21V时，撤销放电信号，充电器对蓄电池充电，同时为负载提供能量。
　　3)电机启动由于电机启动所需的电流较大，在此系统中通过蓄电池放电来达到这个目的。在启动前，人为发出一个信号，使充电器的电压下跌，此时蓄电池投入工作。
　　4)充电电压可控改变蓄电池的充电电压即是改变充电器的输出，而在R3端并接不同的电阻R1，R2即可改变输出电压，用户可以根据需要自行设定电压。
　　3.3 电池的参数检测
　　1)充电电流Ic和放电电流Id 当蓄电池处于充电状态时，由于D4的箝位作用，负载电流Io完全由充电器提供，此时R7的端电压UR7=IoR7，Id=0，IR8=Io+Ic，取R7=R8则
　　Ic=(UR8-UR7)/R7;
　　当由蓄电池单独供电时，D4的箝位作用消失，此时UR8=0，Ic=0，因此，Id=Io=UR7/R7，所以，只要将UR7和UR8通过差分放大器得到0～5V的电流信号，送至PIC16C73的两个A/D转换通道，通过微处理器的处理，可以检测任一时刻的Ic和Id。
　　2)电池电压由于采用两个12V电池串联，所以，应分别检测蓄电池端压，电压输出通过电阻分压获得电压采样值。当检测到电池电压UB1(UB2)出现|(UB1-12)|/12≥δ0(δ0是均衡率，此处取4%)时，表示该电池电压充电不均衡，应采取相应的措施。
　　3)电池温度采用AD590温度传感器，将温度采样值送到单片机，当检测到电池温度超过80℃的时间大于10min时，立即撤销放电控制信号，并将R5的高电平变为低电平，使继电器断开。
　　4)电池容量电池容量检测问题一直是蓄电池管理中的难点，通常的做法有:基于电动势的容量预测、基于电池内阻的容量预测、同时基于电池内阻与电动势的容量预测、基于电流放电率的容量预测、基于电流时间积分的容量预测等。在本系统中，由于负载的变化遵从Io=0.2n(n为并联负载的个数)，因此，容量检测采用电流时间积分的容量预测，会使检测简单可行。电池放电容量CΔ=Iddt，由于负载的投切，电流发生变化遵从固定的规律，所以CΔ=0.2n1t1+0.2n2t2(n1t1，n2t2为不同负载作用的时间)。如果知道电池放电前的初始容量Co的话，则变化后的电池容量Cx=Co-CΔ。这种方法相对比较简单，容易实现，而且可以采用系统本身所具有的电流采样电路，无需外加特殊设备。
　　3.4 剩余时间的预测
　　电池容量预测的目的是为了获得电池系统能够提供的工作时间的相关信息，因此，实际上我们只须知道在当前条件下(电压、电流、温度)电池系统还能够提供的工作时间。在某一时刻，电压、电流、温度值可以测量得到，那么，我们就能预测该电池在此电流下恒流放电的可持续时间，即系统中有这样一张表，将电压分成几档，电流也分成几档，如表1所列。
　　表1 电池容量预测表　 Io Ix Im
　　
　　表中的t(n，m)为以Im放电，电压达到Vn时所剩的时间
　　系统所要做的工作就是将该表填满，并且根据某一时刻的端电压和电流，从该表中计算出该电池在该电流下还能够运行的时间。电压电流的分档区间的大小决定了电池剩余容量预测的精度。下面以12A•h/12V的铅酸电池为例来说明该系统的工作过程。
　　1)表格的初始化初始化可以由两种方法，其一，通过电池厂商提供的电池放电曲线获得数据;其二，就是从运行中获得数据。初始化数据并不需要将表格填满，但是初始化数据的多寡决定了系统运行初期剩余容量预测的准确度。我们将电流分为4档：0.05C/0.1C/0.15C/0.2C，而电压以0.1V分为一档。
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