目前一部分变电站的直流后备电源采用了12V阀控式铅酸蓄电池,

1、目前一部分变电站的直流后备电源采用了12V阀控式铅酸蓄电池，由于个体差异，有的电池在运行中会发生电池电压落后现象，在整组电池均衡充电不能解决这个问题时，则需要单独对这些落后电池进行处理。原先由于没有适用的充电器对其进行补充充电，而造成现场维护困难，为了解决这一问题，我们研制了智能化便携式充电器，经过现场工作人员长期使用，证明该充电器使用方便，充电性能及可靠性均满足要求。铅酸电池充电一般采用两阶段充电方式，即大电流补充充电阶段，均衡充电阶段和浮充电阶段。在大电流补充充电阶段，硫酸铅转化为负极板上的金属铅和正极板上的二氧化铅，当绝大部分硫酸铅完成转化以后，电池开始产生过充电反应，此时应大大降低充电

2、电流以避免电池失水或阀控式铅酸蓄电池密封阀动作，在均衡充电结束时，充电器应自动转入浮充电状态。为了获得铅酸蓄电池的最大容量和延长其使用寿命，充电器的输出特性应该与电池的特性很好地配合。本充电器仅考虑了对电池的补充充电和短时间浮充电，因而未配置测量电池温度的传感元件。但变电站的充电机应考虑阀控式铅酸蓄电池的温度特性。 1充电器的硬件结构 由于现场使用的12V铅酸蓄电池的容量大多为100AH，为了满足一般现场需要，我们设计的充电器最大输出电流为10A，最高输出电压为15V。为了减轻充电器的重量，我们采用美国Vicor DC/DC变换器模块作为充电电源。该模块工作效率高，体积小，具有过流和过热保护，

3、平均无故障时间(MTBF) 高达几十万小时以上，通过调整模块上Trim 端与Vout (-) 之间的电压即可调整输出电压，是制作充电电源的理想元件；为了精确控制充电器输出的电流、电压，设置和显示充电参数，以及实现其它附加功能，我们采用了微控制器测控方案。微控制器选用51系列中的增强型器件W 78E52B，其内部有8k 字节的flash ROM ，256字节RAM，WDT电路等，性能价格比高。充电器电流测量前端电路采用15A分流器和仪表放大器，蓄电池电压测量前端电路采用电阻分压方式，充电电流和电池电压信号经模拟开关送A/D转换器变换为数字信号，A/D 转换器采用抗干扰能力强的双积分型7135，其

4、分辨率为41/2 位，转换精度达13位，能够满足本装置的测量精度。Vicor DC/DC变换器模块的输出控制采用了具有数字接口的数字电位器。微控制器按规定的时序控制UP/DN，INC和/CS端即可调整数字电位器滑动端Vw的位置，从而改变DC/DC模块上Trim端与Vout (-) 之间的电压。为了贮存充电参数、向微控制器提供RTC时钟信号，我们选用DS12887，该器件由内置锂电池、实时时钟及114个不挥发RAM单元组成。显示及显示驱动部分采用0.5寸LED和显示驱动电路MAX7219，用于显示充电电流、电压值和充电器的状态，除此之外，还配置了微控制器电压监视复位电路和散热风扇控制驱动电路。为

5、了防止因电池极性反接或电源模块造成模块和电池的损坏，电源输出部分安装了自恢复保险元件，过流时自恢复保险元件关断，故障消失后该元件恢复导通。测控部分的电路框图如图1所示。 图1测控部分的电路框图 2充电器的软件计 该充电器的软件设计考虑了以下几点： 充电器按两阶段充电方式工作；可设置恒流充电的电流值和转入均衡充电的电压值； 可对电流、电压两个通道的A/D转换值进行数字修正和标定;；统计本次充电过程中充入的电量;；自检和自检出错时揭示故障信息； 充电参数设置错误时的提示； 操作不当时的提示； 根据电源模块的输出电流控制散热风扇启停； 充电器状态显示；开始充电时，若电池电压值低于10V，应先以小电流

6、充电至11V，然后再进入设定的恒定电流充电阶段，以避免6个单体电池中有1个电池短路时，导致电池一直处于大电流恒流充电状态； 采用C51编程、模块化设计。 充电器的部分软件框图见：图2为两阶段充电控制，图3为电压、电流A/D转换及显示，图4为散热风扇控制。图2两阶段充电控制 图3电压、电流A/D转换及显示 图4风扇控制程序框图 3结束语 采用高效、高功率密度的DC/DC变换器模块与微控制器结合控制并优化了铅酸电池的充电过程、实现了充电的灵活性。该充电器体积小、效率高、可靠性高，使用该充电器对电池充电可以保证被充电池的容量和寿命。本文介绍的虽然是12V，100AH及以下容量的电池充电器，只要选用适当的DC/DC变换器模块，简单修改一下充电器程序中的参数，就可以适应不同电压，不同容量的电池。长治供电分公司屯留变电站的1组12V密封阀控式铅酸蓄电池中有2只电池电压落后，其电池电压低于均电压