便携式CAT蓄电池卡特电瓶智能充电仪技术分析

摘要：一种蓄电池便携智能充电系统，其特征在于：包括单只电池任意组合电压范围内均可充电，电池只数1-20只，充电电压范围12-280V,全程智能控制充电电压及电流，无需人员值守，充电完成后自动进入浮充状态。适用于电力、通信、厂矿等直流电源以及UPS设备的蓄电池日常维护。

关键词：蓄电池；智能充电；技术分析

0 引言

目前随着我国经济的高速发展。许多大型生产企业如雨后春笋般出现，而大量的直流电源、UPS电源、EPS电源也得到了广泛的应用，而一些重要的用电设备，如通信系统、电力控制系统、计费系统等不允许中途断电，因此，蓄电池作为电源系统的后备能源，是整个供电系统的"最后一道防线"，对整个供电系统安全可靠运行至关重要。而目前的现状是蓄电池长期处于不维护的状态，或者由于供电设备生产厂家众多，所有厂家的信息不能同意及时的反映给监控中心。导致现场运行维护人员无法直观的了解电池运行状况，从而无法对出现故障的电池做出快速反应。很多情况是在市电停电后，才发现蓄电池损坏或容量已达不到要求，因而造成重大损失。因此，直接由电网供电的负载，其故障的45﹪以上是由供电电源问题引起的。 而根据统计数据显示，所有电源故障的80﹪是由蓄电池失效或维护不当引起的。

1、蓄电池维护不当其主要原因在于

1.1蓄电池检测技术落后，忽视了新技术的应用，未采用有效先进的实时在线检测手段，蓄电池已成为系统设备供电安全的死角。 目前，电源采用的是蓄电池组端电压巡检，由于蓄电池大多处于浮充状态，这时以端电压来判断蓄电池组状态是不准确的。

1.2蓄电池“免维护”的说法，使安全管理意识降低到最低点，也忽视了日常维护和管理。蓄电池的特性是充放电特性，定期的核容性放电是基本的维护措施，但是现场往往忽略了。

1.3电网供电质量、电池质量、应用环境温度等因素，以及各种自然灾害或突发事件，都使得蓄电池处于应急状态。 国内电网供电质量一直没有严格的行业标准，电网污染和干扰普遍比较严重，电压浪涌、谐波、频率漂移等，随时考验负载的供电稳定性。环境温度是影响蓄电池寿命的一个重要因素。

蓄电池应用场所复杂多样，各个应用现场因情况不同无法形成规范的管理模式。因此，无论从技术上还是管理上，疏于日常监测和维护的蓄电池组，目前大多数蓄电池存在着重大的安全隐患。综上所述，对蓄电池进行定期维护管理至关重要。

2、发明内容

本论文针对现有技术的上述不足，提供一种能够适应多只不确定数量蓄电池兼容电压的便携充电机，确保一台设备能够适应全厂或全局蓄电池系统的充电维护工作。

2.1本论文的技术解决方案是

一种手提式蓄电池智能充电系统，严格按照蓄电池充电特性曲线进行自动充电，设计的充电 模式是“恒流→（均充稳压值）定压减流→（自动判别转为）涓流浮充”，具有充电速度快、充电还原效率高、无需人工值守、超长时间充电无过充电危险、确保蓄电池使用寿命等优点;用户设定好均充电压、浮充电压、单节电压上限、充电电流、充电时间、充入容量等参 数，测试仪便自动执行充电过程，并实时显示充电电流、充入容量、 整组电压、单节电池电压、充电时间等信息；在充电过程中可重新修改 充电参数；当充电时间到达设定时间、充入容量到达设定容量、充电 模块异常或人为终止操作均可停止充电操作。

2.2本系统的最大特点在于

充电系统不受任何电压等级限制，可提供任意等级的电压，而目前所有同类产品需要事先定制电压等级，而本产品具备无限增容功能，当现场蓄电池数目改动后，只需要在触摸屏修改相应充电电压即可。另外由于本系统为手提式，可根据现场情况灵活选择安装方式。装置单元与电池就近安装，最大程度降低工作量和安装成本，性价比优异。可有效减轻运行维护人员的工作量和工作强度，对保证电池组的安全正常运行具有重要意义。满足整个供电系统的要求，从而进一步确保了整个供电系统的高效安全。附图说明：

                  

图1结构原理框图

图2  智能模块原理框图

图3智能模块内部控制电路与驱动电路

3、下面结合附图进一步说明本论文的实施例

（如图1~3）所示，一种便携式蓄电池充电器，可针对若干只电池在监控装置中设定不同电压等级，高频模块根据微机指令针对蓄电池进行充电，并按照充电进行情况由监控器自行调整充电电压及电流。监控模块不仅对电源模块的电压、电流进行采样，通过整定来获得当前模拟量的数值。本系统没有采用外加D/A转换器，而是利用芯片本身的资源，通过芯片输出PWM脉冲，经放大后送到电源模块控制口，对电源模块参数进行设定。为了提高系统的抗干扰能力，电源模块的输入、输出控制信号都进行了光电隔离。在模块内部，UC3875软开关电源移相PWM控制集成电路，对两个半桥开关电路的相位进行移动控制，实现半桥功率级的恒频PWM控制，借助开关器件的输出电容充放电，在输出电容放电结束（电压为零）的状态下完成零电压开通。相位控制的特点体现在UC3875的4个输出端分别驱动的A/B，C/D两个半桥，都能单独进行导通延时的调节控制，在该死区时间内确保下一个导通管的输出电容放电完毕，为即将导通的开关管提供零电压开通条件。在全桥变换拓补下移相控制的优点得到了最充分的体现，UC3875在电压模式和电流模式下均可工作，并具有一个独立的过电流关断电路以实现故障的快速保护。

结束语：本论文方案提高了电力系统现场对电池充电的灵活性，充分实现电池的智能化充电，为系统维护单位提供了很大的便利。