钜大LARGE | 点击量：1139次 | 2021年12月23日
VRLA 蓄电池维护电路及其工作原理简介
VRLA蓄电池，又称阀控式密封铅酸蓄电池。VRLA蓄电池由于长时间处于电源在路状态，故此长时间都可能处于充电状态，容易出现故障。本文重要介绍通过添加维护电路的方式，使电池容量减小的现象得到了有效改善。现将电路介绍如下。
一、硬件VRLA蓄电池维护电路
采用40106作为脉冲发生器，电路包括电源电路、维护脉冲出现电路：电池识别电路等三部分。
1．电源电路
本维护电路的电源电路分三部分：一是充电部分的充电电源到电池的输入电源，二是本维护电路的工作电源，三是本修复仪信号判断等用的电源。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
充电电源取自原充电电路输出端，在充电电源与电池的输入电源之间．加入了电感器L1和C1．组成倒“L”型滤波器，使充电电源能直接通过L1对电池充电．不影响其充电性能。
本维护电路的工作电源经保险F1后通过L2等为其核心电路供电。本维护电路的信号判断电路电源，由D1、L4、Rl、R2等构成。经R2、D6和U2后，为维护电路供应可靠的5V电源，供IC和电池电压等判别电路使用。12V和24V电池电压识别电路，能自动识别接入维修的电池是12V的还是24V的，并指示出来。
2．维修脉冲出现电路
本维护电路的脉冲出现电路由IC(40106)出现，并经过JI转接插座直接驱动Q1，让Q1按照驱动脉冲导通与截止。再经过L2、L3、C5、D5、D7等构成电池维护脉冲生成电路。由IC出现的脉冲，经Ql驱动放大，在L2、L3上进行储能，根据电感特性，L2、L3在本电路中将起重要用途。为了提升储能效果，还加入了电容C5，使其出现的脉冲能量更大。所形成的维护脉冲电压。经过D5叠加到充电电源上，形成充电脉冲维护。
3．电池识别电路
根据对不同电压电池的接入，本维护电路对12V或24V电池具有自动识别转换功能。同时，也对维护脉冲进行跟随调整。12V或24V电池自动识别电路由R1、D10、R10～R12等电路组成。R9、C7、Q2、C6、K1、D2、R6、R5等组成12V或24V识别的频率调整电路，当接人电池为12V时，由于D10识别的用途．在R9和R10上无电压形成，Q2基极为低电平，使其Q2截止。一方面使K1继电器无电不工作，将R8断开路，接入振荡电路中，其IC的振荡频率由C2、R13、R8、R7、D3、D4等构成；另一方面，02截止后，相当于将R6断路，使Q3基极电位升高，Q3导通，12V指示灯得电点亮，指示接入的电池为12V。同理,由于D10的用途，R11和R12支路无电导通，Q4截止，24V指示灯不亮。
当24V电池接入后。由于D10识别，D10导通，在R9和R10上有电压，Q2基极为高电平，使其Q2导通。一方面，使K1继电器得电工作。将R8短路。不接入振荡电路中，其IC的振荡频率由C2、R13、R7、D3、D4等构成；另一方面Q2导通后，相当于将R6接通，使Q3基极电位拉低，Q3截止，12V指示灯无电不亮。而由于D10导通用途，R11和R12支路得电，Q4导通，24V指示灯点亮。指示接入电池为24V。
从电池接入识别电路中可以发现，假如是12V电池被充至一定数值，或24V电池电压降到一定数值。则上述12V或24V电池电源指示灯均会被点亮．这不是什么故障，是由于一定电压交换识别所致。当电池充电后，即可立即识别。
二、扫描型VRLA蓄电池维护电路
本铅酸蓄电池维护电路采用pIC16F676单片机作主控制器。通过本装置，利用普通充电电路平时对电池充电的同时．利用本装置检测电池电压充电阶段和时间，通过核心芯片单片机IC1内置程序计算，出现各阶段、各不同状态充电时的防电池硫化和减小硫化程度、以及对硫化电池的维护脉冲，以此保养和维护电池，延长电池使用寿命。
其工作原理如下：
(1)电源输入极性判别及转换电路电源输入极性判别及转换电路分两部分，一一是电源输入极性转换，指的是充电电路到维护电路的电源极性识别，还有就是维护电路到电池的电源极性识别；二是根据不同的充电器电源极性和电池输入极性，再自动识别进行匹配。充电端电源极性识别与极性转换电路由D6~D9组成，无论电池接入极性如何，经过该电路后都会把电源极性进行归属为正负的正确输入方式。电池端的电源识别与极性转换，相对复杂点，由于电池电源可能是双向供给的，并要通过电池的极性来改变维护仪的输出电压，由此，首先要对电池的接入极性进行识别，再在识别的基础上进行转换。该部分电路原理设计根据多种充电电路的电池接入原理得来。重要电路由D3、R3、D4、D10、继电器K1等组成。该电路是非常巧妙的电源极性自动识别与转换电路．可应用于任何双向供电的电源极性识别与转换电路中。
当J1与电瓶的接法为上正下负时，D3、R3、D4、D10、继电器K1等组成的电源极性识别转换电路不工作．继电器K1的常闭触点将维护仪的输出电源极性与电池接人电源极性匹配。当J1与电池的接法为上负下正时，D3得电导通，经过R3降压后，在D10上形成稳定的12V电源，为继电器K1供电，使K1得电工作，其常开触点接通，将电池电源极性转换为与维护仪输出电源极性一致。
(2)电源电路
电源电路是维护仪本身所要电源的电路。该部分电路由降压电阻R16、滤波电容C6、C5、C4，以及由IC3、IC2组成的两级稳压电路构成。一级稳压电源经IC3输出的9V电压为继电器K2供电，第二级稳压电源IC2输出的5V电源，为维护电路控制和其他电路供电。
(3)控制电路
控制电路由矩形波出现、矩形波频率自适应自动控制扫频、矩形波占空比自适应自动控制功能电路等组成，该部分电路功能重要由单片机IC1(pIC16F676)完成，该部分功能电路的实现．重要是靠对电源采样电阻(pICl6F676)完成，该部分功能电路的实现。重要是靠对电源采样电阻R15、R5的电源电压信号进行采集，然后根据特定的内部算法，以及叠加在电池上电压的阶段来实现的，表现出对IC1的RC4、RC3端输出的控制。除了电源阶段电压检测外，还具有时间指定控制，防止充电电源损坏对电池过充，有效地防止热失控等引起的电池充鼓、充爆等现象。
(4)正负脉冲形成电路
正负脉冲形成电路由电能脉冲形成电感L1、L2，电容C1、C2和快恢复二极管D11等组成。该电路还包括脉冲驱动电路R4、V2、V3，以及保护稳压二极管D12～D14。但从本电路形成波形来看．只能形成正脉冲波，而负沿脉冲幅度并不是很高，但经过外加的蓄电池充电，就形成了正负完全对称的正负尖脉冲。
(5)状态指示电路
状态指示电路分三部分，一是电池接入指示电路，由D1和限流电阻R1组成。当电池接入后，D1会发光做出指示：二是充电器接入指示灯，由D2和R2组成；三是维护状态的指示，由IC1的③~⑤脚、⑨~⑩脚及限流电阻R7~R13和数码管DS1构成。数码管将显示电池组的容量。从1~10显示．表示电池组的目前容量。
