[发明专利]一种基于铅酸蓄电池“恒流-恒压-浮充”方式充电电路

说明书

技术领域

本发明涉及适用于各种铅酸电池的充电电源，主要应用于电力自动化配网领域。有效提高铅酸蓄电池的使用效率和使用寿命。 

技术背景

目前，我国电力自动化的大力发展，后备电源一般采用铅酸蓄电池组和锂离子电池组，锂离子电池组在使用寿命和环境适应性上由于铅酸蓄电池组，但是锂离子电池组成本较高，铅酸蓄电池组成本较低，所以如何提高铅酸蓄电池组的使用效率和使用寿命是目前电力自动化配网领域需要解决的问题。针对提高铅酸蓄电池组的使用效率和使用寿命，我公司根据铅酸蓄电池组的充电特性发明了“恒流-恒压-浮充”充电方式。 

在面前的电力自动化配网领域，后备电源的充电采用传统的“恒流-浮充”方式或“恒功率-浮充”方式，“恒流-浮充”充电方式是先采用恒定的电流充电，充电到浮充电压后，充电电流减小，进入浮充状态。“恒功率-浮充”充电方式是先采用恒定的功率充电，充电到浮充电压后，充电功率减小，进入浮充状态。以上两种式的充电方式都有一个共同的缺点就是，电池充电不饱满，蓄电池组不能充分的利用，大大的减小了电池的电量的利用率，长时间蓄电池组充电不饱满，容易导致电池极板之间氧化，影响电池的使用寿命。 

针对传统充电方式的缺点，我公司根据电池的最优充电特性，发明了铅酸蓄电池组“恒流-恒压-浮充”三段式充电方式，提高铅酸蓄电池组的利用率和使用寿命。 

专利内容 

本发明为了电力自动化配网领域铅酸蓄电池组充分利用，采用“恒流-恒压-浮充”三段式充电方式，有效提高铅酸蓄电池组的利用率和使用寿命，“恒流-恒压-浮充”充电曲线如图1所示。 

各充电阶段说明： 

①恒流充电阶段：充电电流保持恒定，电池电量快速增加，电池电压上升； 

②恒压充电阶段：充电电压保持恒定，电池电量继续增加，充电电流下降； 

③浮充充电阶段：充电电流下降到低于浮充转换电流，一般设置在0.01C(C表示电池组容量)，充电器充电电压降低到浮充电压，电池组处于浮充状态； 

局部实现原理说明： 

恒流充电阶段原理说明：恒流充电阶段的局部原理框图如图2所示，通过电流采样电路采集电池组的充电电流，电流信号通过运算放大器放大后，和基准电压信号比较，通过比较信号输出调整电源PWM脉宽，控制脉宽控制环路，进而达到恒流充电的目的。 

恒压充电阶段原理说明：恒压充电阶段局部原理框图如图3所示，蓄电池组恒流充电，同时输出电压通过输出电压采集回路采集输出电压信号，采集到的输出电压信号与基准电压比较，比较输出信号调整PWM脉宽，电压反馈环路工作，调整PWM脉宽，进而达到输出电压恒定的目的。 

浮充充电阶段原理说明：浮充充电阶段局部原理框图如图4所示，电流采样回路采集电流信号，电流信号放大回路将电流信号放大后，调整输出电压采集信号，调整后的电压信号与基准电压比较，比较输出信号调整PWM脉宽，电压反馈环路工作，调整PWM脉宽，进而调整输出电压，进入浮充状态。 

在整个的设计发明中，通过对电池充电电流、电压的检测，来实现各充电阶段之间的转换，本设计全部采用模拟电路实现，不采用数字系列控制实现，满足了电力自动化配网环境适应性需求。 

具体实施方式

本发明设计主要应用于电力自动化配网领域，为电力自动化配网领域的后备电源(铅酸蓄电池)进行充电管理，有效提高铅酸蓄电池的使用效率和使用寿命。