一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路。
【背景技术】
[0002]随着电力输送、通信等技术的快速发展，为了防止停电、电压波动、杂波干扰所造成的设备损坏、资料丢失、工作中断等方面的问题，蓄电池储能直流电源的应用显得日益重要。而蓄电池作为蓄电池储能直流电源的储能装置，是保证系统正常工作的关键设备之一，其作用是在失去市电或市电质量超出用电设备允许的范围时，向负载提供电能。然而蓄电池又是一种价格昂贵的消耗品。因此，如何对蓄电池进行合理的使用和管理以延长其使用寿命，一直是UPS生产厂家和各使用单位多年来关注的问题。
[0003]据了解，目前蓄电池广泛应用在电力、通信、仪器仪表、UPS电源等领域。众所周知，蓄电池的浮充对蓄电池的寿命具有相当重要的影响，如果蓄电池长期处于浮充状态，极易造成电极硫化，主要是负极活性物质的硫化失效，性能下降，使电池内阻增大，电池容量衰减，特别是当电池的浮充电压超过一定值时，板栅腐蚀现象会进一步加剧，电池内的氧气和氢气产生较高气压，通过气阀排放，从而造成蓄电池失水，正极腐蚀则意味着电池失水，进一步加剧蓄电池劣化，寿命缩短。若是浮充电压超过一定幅度，增大的浮充电流会产生更多的盈余气体，这样便使氧气在负极复合受到阻力，从而削弱了氧的循环机能，严重降低寿命。解决上述问题的方法，可通过人工对蓄电池容量的计算进行蓄电池容量测试，根据测试结果决定蓄电池容量是否满足要求，但这种方法过于复杂，对人员要求较高，而且计算结果往往存在较大偏差。目前，对于蓄电池长期处于浮充状态而导致寿命降低和容量衰减的问题，多采用对蓄电池定期的充电和放电以维持负极活性物质的活性，防止电极硫化及蓄电池劣化而导致蓄电池寿命缩短，也就是蓄电池活化。通过对蓄电池的活化启动，有利于电池容量的恢复保持，大大延长电池的使用寿命，且安全可靠，性价比高，适应环境广泛。近年来国内外的活化技术，主要有以下几种:(I)大电流充电法。当大的硫酸铅结晶晶粒在充电中产生阻抗时，采用大电流能量使其电解和活化，预防极板硫化现象。这种方法消除硫化只可以获得暂时的效果，并且会在消除硫化的过程中带来加重失水和正极板软化问题，难以起到延长电池寿命的作用，只宜起辅助作用。(2)负脉冲充电法。设计原理是在充电过程中加入负脉冲，对减少温升有作用，对预防极板硫化也有一定作用，但不明显，虽然目前使用较广，但属淘汰方法。而目前，蓄电池的各个应用领域，除了要求省电、使用寿命长，还必须保证电源不间断供电。由于电网也不可避免的会出现停电事故，因此，急需提出一种改进型的应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，使用操作方便，能够有效地延长蓄电池的使用寿命，提高了蓄电池的使用效率，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，所述蓄电池储能直流电源包括电池管理电路、PWM控制驱动电路和与PWM控制驱动电路相接的DC-DC变换器，以及正极与DC-DC变换器的输出端相接且负极与电池管理电路相接的蓄电池，其特征在于:所述电池活化控制电路包括依次连接的活化操作电路、活化信号检测电路和活化信号隔离电路，以及用于为活化信号检测电路、活化信号隔离电路和电池管理电路提供基准电压的基准电压电路，所述PWM控制驱动电路的补偿端与活化信号隔离电路的输出端相接，所述电池管理电路的比较电压输入端与活化信号检测电路的输出端相接；
[0006]所述活化操作电路包括活化启动按钮S3、三极管Q8和电阻R11，所述电阻Rll的一端为活化操作电路的遥控信号输入端，所述三极管Q8的基极与电阻Rll的另一端相接，所述三极管Q8的基极与发射极之间接有并联的电阻Rl2和电容C2，所述三极管Q8的集电极通过串联的电阻R13和电阻RlO接DC-DC变换器的输出端Vo，所述电阻R13和电阻RlO的串联结点通过并联的电阻R14和电容C3接地，所述电阻R13和电阻RlO的串联结点为活化操作电路的输出端，所述活化启动按钮S3接在三极管Q8的集电极与发射极之间，所述三极管Q8的发射极接DC-DC变换器的输出端Vo ；
[0007]所述活化信号检测电路包括比较器U1，所述比较器Ul的同相输入端通过电阻R5接基准电压电路的基准电压输出端，且通过电阻R3接地，所述比较器Ul的反相输入端接活化操作电路的输出端，所述比较器Ul的输出端与同相输入端之间接有电阻R6，所述比较器Ul的输出端为活化信号检测电路的输出端；
[0008]所述活化信号隔离电路包括光耦隔离芯片U2和三极管Q2，所述光耦隔离芯片U2的阳极通过电阻R4接基准电压电路的基准电压输出端，所述光耦隔离芯片U2的阴极接活化信号检测电路的输出端，所述光耦隔离芯片U2的集电极接三极管Q2的基极，所述光耦隔离芯片U2的发射极和三极管Q2的集电极均接地，所述三极管Q2的基极与发射极之间接有电阻R2，所述三极管Q2的发射极为活化信号隔离电路的输出端。
[0009]上述的一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，其特征在于:所述基准电压电路由集成三端稳压芯片TL431、电阻R16、电阻R17和电阻R18组成，所述电阻R16、电阻R17和电阻R18串联后的一端接DC-DC变换器的输出端Vo，另一端接地；所述电阻R16和电阻R17的串联结点与集成三端稳压芯片TL431的阴极相接，集成三端稳压芯片TL431的阴极为基准电压电路的基准电压输出端，所述电阻R17和电阻R18的串联结点与集成三端稳压芯片TL431的参考极相接，所述集成三端稳压芯片TL431的阳极接地。
[0010]上述的一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，其特征在于:所述PWM控制驱动电路包括控制器芯片UC3845和电阻Rl，所述控制器芯片UC3845的第I引脚为PWM控制驱动电路的补偿端，所述电阻Rl的一端与控制器芯片UC3845的第6引脚相接，所述电阻Rl的另一端为PWM控制驱动电路的输出端。
[0011]上述的一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，其特征在于:所述DC-DC变换器包括变压器TUM0SFET开关管Q3和二极管D1，所述MOSFET开关管Q3的栅极为DC-DC变换器的控制信号输入端，所述MOSFET开关管Q3的源极接地，所述变压器Tl的初级线圈的一端为DC-DC变换器的电源输入端且与外部电源的输出端相接，所述变压器Tl的初级线圈的另一端与MOSFET开关管Q3的漏极相接，所述变压器Tl的次级线圈的一端与二极管Dl的阳极相接，所述二极管Dl的阴极为DC-DC变换器的输出端No，且通过电容Cl接地，所述变压器Tl的次级线圈的另一端接地。
[0012]上述的一种应用于蓄电池储能直流电源的电池活化管理电路，其特征在于:所述电池管理电路包括MOSFET开关管Q4和光耦隔离芯片U5，所述光耦隔离芯片U5的阳极通过电阻R20接基准电压电路的基准电压输出端，所述光耦隔离芯片U5的阴极为电池管理电路的比较电压输入端且接活化信号检测电路的输出端，所述光耦隔离芯片U5的集电极通过电阻R19接DC-DC变换器的输出端Vo，所述MOSFET开关管Q4的栅极与光耦隔离芯片U5的发射极相接，所述MOSFET开关管Q4的漏极接地，所述蓄电池的负极与MOSFET开关管Q4的源极相接，所述MOSFET开关管Q4的源极与栅极之间接有电阻R21。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型的结构简单，设计合理，实现方便且成本低，使用操作方便。
[0015]2、本实用新型能够通过手动活化启动和遥控活化启动两种方式对蓄电池进行活化，在蓄电池出现硫化现象之前作出动作，可有效预防极板硫化现象，能够有效地延长蓄电池的使用寿命