专利名称：一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于蓄电池自动维护技术领域，具体涉及了一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置。
背景技术：
阀控式密封铅酸蓄电池广泛运用在各行业中，且多以整组的方式使用，这样就因为蓄电池的性能差异而产生过充、欠充的现象，使部分蓄电池提前失效，影响蓄电池组的使用寿命。蓄电池组劣化的主要原因是:电池组长期浮充时，于负极板上发生化学反应如下:PbS04+2e = Pb+S04_。由于组内电池单体因制造工艺误差所导致的不一致，使电池组内部分电池单体欠充，电子2e减少，部分负极板上就有PbS04存在，PbS04长期存在后，将会失去活性，不能再参加化学反应。这一现象称为活性物质的硫酸化，硫酸化使电池的活性物质减少，降低电池的有效容量，近而导致整个电池组的储电能力下降。埋下设备供电隐患，进而危胁整个厂房或基站的设备工作安全。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可以有效解决蓄电池充电隐患，提高设备工作安全性的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置。为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其中:维护装置与电池组串联在一起后与用户高频开关电源、用户负载并联连接；所述维护装置包括MCU智能模块以及分别与MCU智能模块相连接的脉宽调制充电模块、直流接触器、续流保护模块和断路器；所述的脉宽调制充电模块、直流接触器、续流保护模块和断路器并联，它们的两端分别与电池组的负极端、用户高频开关电源相连接。在本实用新型中，MCU智能模块还设有通信接口，可以与上位机通信，传输电池组的数据或是接收上位机下发的控制指令。脉宽调制充电模块可以实现高频开关电源对蓄电池充电时，充电电流及充电时间可控。断路器为人工开关，人为干预系统进入或脱离半离线状态。续流保护模块主要是限制高频开关电源能对电池组直接充电，需经脉宽调制电路后才能给蓄电池充电；保证了当无市电及系统又没脱离半离线的极端状况下，蓄电池仍然能给负载供电。直流接触器可控完成系统进入或脱离半离线状态。作为本实用新型的进一步说明，以上所述的MCU智能模块采集电池组的数据，分析处理后，输出信号指令控制脉宽调制充电模块和直流接触器的通断。作为本实用新型的进一步说明，以上所述的MCU智能模块采用高性能ARM内核处理器STM32F103ZET，并安装高可靠的实时操作系统UC0S。MCU智能模块即为微控制单元，又称单片微型计算机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。在本实用新型中采用的高性能ARM内核处理器STM32F103ZET。作为本实用新型的进一步说明，以上所述的续流保护模块为大功率的二极管，二极管的输入端与用户高频开关电源相连接，输出端与电池组相连接。作为本实用新型的进一步说明，以上所述的直流接触器和续流保护模块并联组成半离线模块，控制维护装置进入或脱离半离线状态。半离线是指利用二极管的单向导通性，把充电电流隔离掉，让电池组不处理浮充状态。同时，当市电停止，供电电源失效时，电池组却能经过该二极管继续向回路中提供备用电能。采用大电流的接触器，短路二极管以达到是否启用半离线功能的目的。直流接触器采用模块化设计，可以以最少的零件组装出顾客所需要的触点路数以及客户所需要的触点形式(常开，常闭和转换)；该系列产品触点开断电压高，并采用横吹磁场灭弧，最高开断电压可达到220VDC，产品适用于程控电源或不间断电源系统。本实用新型的工作原理:用户设定时间截止、条件达成或通过MCU智能模块的通信接口对设备发送进入半离线状态指令后，设备通过驱动直流接触器使电池到供电母线之间的常闭接点断开，这个时候，由于二极管的单向导通性，供电回路的电流不能流过电池，电池不在浮充状态，这状态即为我们就说的电池组进入了半离线状态。由于，电池组电压脱离浮充状态后，端电压下降并低于供电电源的输出电压，这时候，用电设备由供电电源提供能源。若此时市电停止，供电电源消失，电池组将通过二极管对供电回路进行放电，接替供电电源保障设备用电安全，同时，MCU将接触器闭合，避免续流二极管产生的压降影响蓄电池放电效率。续流二极管、接触器、短路器依据用户负载蓄、电池充放电中的最大值作为选型依据，选型要求:器件的额定工作电流须大于用户负载蓄、电池充放电中的最大值的
1.25倍以上，续流二极管反向耐压必须大于高频开关电源最高输出电压的1.2倍以上。空气开关(或断路器)，用于现场手动操作使能或禁止半离线功能。用户设定时间截止、条件达成或通过通信接口对设备发送进入脉冲充电或小电流充电状态指令后，设备驱动PWM脉冲充电模块，对电池组充电进行控制。PWM频率为40-100KHZ,占空比任意，充电电流可控，由MCU选择，也可由上位机远程发出指令调整。充电时间间隔、循环次数由MCU控制，直到电池完全充满，或收到用户停止充电指令为止。PWM模块采用3844PWM发生芯片，由RC产生的充放电时间系数控制3844的工作频点采用电流型反馈，将主输出回路电流在R上产生的电压U2接到运放，通过运放U2对该电压进行放大和U3参考电压进行比较，得到一个脉冲序列，把该序列通过光耦对3844进行控制，从而造成恒定的电流控制和过流保护，参考电压由TL431基准源和MCU输出的DA(数模输出)电压相加产生，可控制DA的电压值改变PWM电路的充电电流，利用MCU控制3844的工作、停止可改变脉冲充电方式的占空比和充电回路的工作频率，最终达到控制充电电流的目的。半离线状态和脉冲充电状态为互斥状态，蓄电池维护期间，脉冲充电状态优先线高，放电产生时，必须脱离半离线状态，以保障供电系统可靠、安全。与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果:有效解决了蓄电池存在的浮充问题，延长了蓄电池的使用寿命；自动化程度高，减少蓄电池现场维护费用，并且可以及时发现隐患，保障设备安全、可靠运行。
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。附图标记:1-用户高频开关电源，2-电池组，3-MCU智能模块，4-维护装置，5-用户负载，6-脉宽调制充电模块，7-直流接触器，8-续流保护模块，9-断路器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。实施例:一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，维护装置4与电池组2串联在一起后与用户高频开关电源1、用户负载5并联连接；所述维护装置4包括MCU智能模块3以及分别与MCU智能模块3相连接的脉宽调制充电模块6、直流接触器7、续流保护模块8和断路器9 ；所述的脉宽调制充电模块6、直流接触器7、续流保护模块8和断路器9并联，它们的两端分别与电池组2的负极端、用户高频开关电源I相连接。所述的MCU智能模块3采集电池组2的数据，分析处理后，输出信号指令控制脉宽调制充电模块6和直流接触器7的通断。所述的MCU智能模块3采用高性能ARM内核处理器STM32F103ZET，并安装高可靠的实时操作系统UC0S。所述的续流保护模块为大功率的二极管，二极管的输入端与用户高频开关电源I相连接，输出端与电池组2相连接。该自动维护装置有效解决了蓄电池存在的浮充问题，延长了蓄电池的使用寿命；自动化程度高，减少蓄电池现场维护费用，并且可以及时发现隐患，保障设备安全、可靠运行。
权利要求1.一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:维护装置(4)与电池组(2)串联在一起后与用户高频开关电源(I)、用户负载(5)并联连接；所述维护装置(4)包括MCU智能模块(3)以及分别与MCU智能模块(3)相连接的脉宽调制充电模块￠)、直流接触器(7)、续流保护模块⑶和断路器(9);所述的脉宽调制充电模块(6)、直流接触器(7)、续流保护模块⑶和断路器(9)并联，它们的两端分别与电池组(2)的负极端、用户高频开关电源⑴相连接。
2.根据权利要求1所述的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:所述的MCU智能模块⑶采集电池组⑵的数据，分析处理后，输出信号指令控制脉宽调制充电模块(6)和直流接触器(7)的通断。
3.根据权利要求1或2任一所述的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:所述的MCU智能模块(3)采用高性能ARM内核处理器STM32F103ZET，并安装高可靠的实时操作系统UCOS。
4.根据权利要求1所述的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:所述的续流保护模块为大功率的二极管，二极管的输入端与用户高频开关电源(I)相连接，输出端与电池组⑵相连接。
5.根据权利要求3所述的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:所述的续流保护模块为大功率的二极管，二极管的输入端与用户高频开关电源(I)相连接，输出端与电池组⑵相连接。
6.根据权利要求4或5任一所述的铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其特征在于:所述的直流接触器 (7)和续流保护模块(8)并联组成半离线模块，控制维护装置进入或脱离半离线状态。
专利摘要一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置，其中维护装置(4)与电池组(2)串联在一起后与用户高频开关电源(1)、用户负载(5)并联连接；所述维护装置(4)包括MCU智能模块(3)以及分别与MCU智能模块(3)相连接的脉宽调制充电模块(6)、直流接触器(7)、续流保护模块(8)和断路器(9)；所述的脉宽调制充电模块(6)、直流接触器(7)、续流保护模块(8)和断路器(9)并联，它们的两端分别与电池组(2)的负极端、用户高频开关电源(1)相连接。该自动维护装置有效解决了蓄电池存在的浮充问题，延长了蓄电池的使用寿命；自动化程度高，减少蓄电池现场维护费用，并且可以及时发现隐患，保障设备安全、可靠运行。
文档编号H02J7/00GK202978328SQ20122061448
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者韦红艺 申请人:南宁国瑞电子科技有限公司