鉅大LARGE | 點擊量：1155次 | 2021年12月23日
VRLA 蓄電池維護電路及其工作原理簡介
VRLA蓄電池，又稱閥控式密封鉛酸蓄電池。VRLA蓄電池由于長時間處于電源在路狀態(tài)，故此長時間都可能處于充電狀態(tài)，容易出現(xiàn)故障。本文重要介紹通過添加維護電路的方式，使電池容量減小的現(xiàn)象得到了有效改善?，F(xiàn)將電路介紹如下。
一、硬件VRLA蓄電池維護電路
采用40106作為脈沖發(fā)生器，電路包括電源電路、維護脈沖出現(xiàn)電路：電池識別電路等三部分。
1．電源電路
本維護電路的電源電路分三部分：一是充電部分的充電電源到電池的輸入電源，二是本維護電路的工作電源，三是本修復儀信號判斷等用的電源。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
充電電源取自原充電電路輸出端，在充電電源與電池的輸入電源之間．加入了電感器L1和C1．組成倒“L”型濾波器，使充電電源能直接通過L1對電池充電．不影響其充電性能。
本維護電路的工作電源經(jīng)保險F1后通過L2等為其核心電路供電。本維護電路的信號判斷電路電源，由D1、L4、Rl、R2等構(gòu)成。經(jīng)R2、D6和U2后，為維護電路供應可靠的5V電源，供IC和電池電壓等判別電路使用。12V和24V電池電壓識別電路，能自動識別接入維修的電池是12V的還是24V的，并指示出來。
2．維修脈沖出現(xiàn)電路
本維護電路的脈沖出現(xiàn)電路由IC(40106)出現(xiàn)，并經(jīng)過JI轉(zhuǎn)接插座直接驅(qū)動Q1，讓Q1按照驅(qū)動脈沖導通與截止。再經(jīng)過L2、L3、C5、D5、D7等構(gòu)成電池維護脈沖生成電路。由IC出現(xiàn)的脈沖，經(jīng)Ql驅(qū)動放大，在L2、L3上進行儲能，根據(jù)電感特性，L2、L3在本電路中將起重要用途。為了提升儲能效果，還加入了電容C5，使其出現(xiàn)的脈沖能量更大。所形成的維護脈沖電壓。經(jīng)過D5疊加到充電電源上，形成充電脈沖維護。
3．電池識別電路
根據(jù)對不同電壓電池的接入，本維護電路對12V或24V電池具有自動識別轉(zhuǎn)換功能。同時，也對維護脈沖進行跟隨調(diào)整。12V或24V電池自動識別電路由R1、D10、R10～R12等電路組成。R9、C7、Q2、C6、K1、D2、R6、R5等組成12V或24V識別的頻率調(diào)整電路，當接人電池為12V時，由于D10識別的用途．在R9和R10上無電壓形成，Q2基極為低電平，使其Q2截止。一方面使K1繼電器無電不工作，將R8斷開路，接入振蕩電路中，其IC的振蕩頻率由C2、R13、R8、R7、D3、D4等構(gòu)成；另一方面，02截止后，相當于將R6斷路，使Q3基極電位升高，Q3導通，12V指示燈得電點亮，指示接入的電池為12V。同理,由于D10的用途，R11和R12支路無電導通，Q4截止，24V指示燈不亮。
當24V電池接入后。由于D10識別，D10導通，在R9和R10上有電壓，Q2基極為高電平，使其Q2導通。一方面，使K1繼電器得電工作。將R8短路。不接入振蕩電路中，其IC的振蕩頻率由C2、R13、R7、D3、D4等構(gòu)成；另一方面Q2導通后，相當于將R6接通，使Q3基極電位拉低，Q3截止，12V指示燈無電不亮。而由于D10導通用途，R11和R12支路得電，Q4導通，24V指示燈點亮。指示接入電池為24V。
從電池接入識別電路中可以發(fā)現(xiàn)，假如是12V電池被充至一定數(shù)值，或24V電池電壓降到一定數(shù)值。則上述12V或24V電池電源指示燈均會被點亮．這不是什么故障，是由于一定電壓交換識別所致。當電池充電后，即可立即識別。
二、掃描型VRLA蓄電池維護電路
本鉛酸蓄電池維護電路采用pIC16F676單片機作主控制器。通過本裝置，利用普通充電電路平時對電池充電的同時．利用本裝置檢測電池電壓充電階段和時間，通過核心芯片單片機IC1內(nèi)置程序計算，出現(xiàn)各階段、各不同狀態(tài)充電時的防電池硫化和減小硫化程度、以及對硫化電池的維護脈沖，以此保養(yǎng)和維護電池，延長電池使用壽命。
其工作原理如下：
(1)電源輸入極性判別及轉(zhuǎn)換電路電源輸入極性判別及轉(zhuǎn)換電路分兩部分，一一是電源輸入極性轉(zhuǎn)換，指的是充電電路到維護電路的電源極性識別，還有就是維護電路到電池的電源極性識別；二是根據(jù)不同的充電器電源極性和電池輸入極性，再自動識別進行匹配。充電端電源極性識別與極性轉(zhuǎn)換電路由D6~D9組成，無論電池接入極性如何，經(jīng)過該電路后都會把電源極性進行歸屬為正負的正確輸入方式。電池端的電源識別與極性轉(zhuǎn)換，相對復雜點，由于電池電源可能是雙向供給的，并要通過電池的極性來改變維護儀的輸出電壓，由此，首先要對電池的接入極性進行識別，再在識別的基礎(chǔ)上進行轉(zhuǎn)換。該部分電路原理設(shè)計根據(jù)多種充電電路的電池接入原理得來。重要電路由D3、R3、D4、D10、繼電器K1等組成。該電路是非常巧妙的電源極性自動識別與轉(zhuǎn)換電路．可應用于任何雙向供電的電源極性識別與轉(zhuǎn)換電路中。
當J1與電瓶的接法為上正下負時，D3、R3、D4、D10、繼電器K1等組成的電源極性識別轉(zhuǎn)換電路不工作．繼電器K1的常閉觸點將維護儀的輸出電源極性與電池接人電源極性匹配。當J1與電池的接法為上負下正時，D3得電導通，經(jīng)過R3降壓后，在D10上形成穩(wěn)定的12V電源，為繼電器K1供電，使K1得電工作，其常開觸點接通，將電池電源極性轉(zhuǎn)換為與維護儀輸出電源極性一致。
(2)電源電路
電源電路是維護儀本身所要電源的電路。該部分電路由降壓電阻R16、濾波電容C6、C5、C4，以及由IC3、IC2組成的兩級穩(wěn)壓電路構(gòu)成。一級穩(wěn)壓電源經(jīng)IC3輸出的9V電壓為繼電器K2供電，第二級穩(wěn)壓電源IC2輸出的5V電源，為維護電路控制和其他電路供電。
(3)控制電路
控制電路由矩形波出現(xiàn)、矩形波頻率自適應自動控制掃頻、矩形波占空比自適應自動控制功能電路等組成，該部分電路功能重要由單片機IC1(pIC16F676)完成，該部分功能電路的實現(xiàn)．重要是靠對電源采樣電阻(pICl6F676)完成，該部分功能電路的實現(xiàn)。重要是靠對電源采樣電阻R15、R5的電源電壓信號進行采集，然后根據(jù)特定的內(nèi)部算法，以及疊加在電池上電壓的階段來實現(xiàn)的，表現(xiàn)出對IC1的RC4、RC3端輸出的控制。除了電源階段電壓檢測外，還具有時間指定控制，防止充電電源損壞對電池過充，有效地防止熱失控等引起的電池充鼓、充爆等現(xiàn)象。
(4)正負脈沖形成電路
正負脈沖形成電路由電能脈沖形成電感L1、L2，電容C1、C2和快恢復二極管D11等組成。該電路還包括脈沖驅(qū)動電路R4、V2、V3，以及保護穩(wěn)壓二極管D12～D14。但從本電路形成波形來看．只能形成正脈沖波，而負沿脈沖幅度并不是很高，但經(jīng)過外加的蓄電池充電，就形成了正負完全對稱的正負尖脈沖。
(5)狀態(tài)指示電路
狀態(tài)指示電路分三部分，一是電池接入指示電路，由D1和限流電阻R1組成。當電池接入后，D1會發(fā)光做出指示：二是充電器接入指示燈，由D2和R2組成；三是維護狀態(tài)的指示，由IC1的③~⑤腳、⑨~⑩腳及限流電阻R7~R13和數(shù)碼管DS1構(gòu)成。數(shù)碼管將顯示電池組的容量。從1~10顯示．表示電池組的目前容量。
