铅酸蓄电池自动充放电控制器的设计与实现
第7章充放电控制器
第七章充放电控制器7.1 充放电控制器的功能在独立运行的以风能、太阳能为主的可再生能源发电系统中，必须配备储能蓄电池，蓄电池起着储存和调节电能的作用。
当风力很大或日照充足而产生的电能过剩时，蓄电池将多余的电能储存起来；反之，当系统发电量不足或负载用电量大时，蓄电池向负载补充电能，并保持供电电压的稳定。
蓄电池，尤其是铅酸蓄电池，要求在充电和放电过程中加以控制，频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。
过充电会使蓄电池大量出气（电解水），造成水分散失和活性物质的脱落；过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。
为了保护蓄电池不受过充电和过度放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。
控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点，并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。
随着可再生能源发电系统容量的不断增加，设计者和用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高，系统的安全性也更加突出和重要。
因此，近年来设计者又赋予控制器具有更多的保护和监测功能，使早期的蓄电池充电控制器发展到今天比较复杂的系统控制器。
此外，控制器在控制原理和使用的元器件方面也有了很大发展和提高，目前先进的系统控制器已经使用了微处理器，实现了软件编程和智能控制。
可再生能源系统中充放电控制器的功能主要有：1)高压（HVD）断开和恢复功能：控制器应具有输入高压断开和恢复连接的功能。
2)欠电压（LVG）告警和恢复功能：当蓄电池电压降到欠电压告警点时，控制器应能自动发出声光告警信号；3)低压（LVD）断开和恢复功能：这种功能可防止蓄电池过放电。
通过一种继电器或电子开关连结负载，可在某给定低压点自动切断负载。
当电压升到安全运行范围时，负载将自动重新接入或要求手动重新接入。
这一功能也往往通过逆变器来实现，而充电控制器不包含这一功能；4)保护功能：防止任何负载短路的电路保护；防止充电控制器内部短路的电路保护；防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护；防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护；防止感应雷的线路防雷。
蓄电池充放电保护电路设计
蓄电池充放电保护电路设计摘要：本文主要介绍了一种蓄电池充放电保护电路的设计方案。
通过对蓄电池的充电和放电过程进行监测和控制，保证蓄电池在使用过程中不会出现过充、过放、过流等情况，保护蓄电池的使用寿命和安全性。
设计方案采用单片机和传感器等电路模块进行实现，具有简单、可靠、实用的特点。
关键词：蓄电池；充放电；保护电路；单片机；传感器正文：随着新能源领域的发展，在电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等应用领域广泛使用的蓄电池，其使用寿命和安全性成为人们关注的焦点。
为了保护蓄电池，防止蓄电池出现过充、过放、过流等问题，需要设计一种保护电路来监测和控制蓄电池的充电和放电过程。
本文所提出的蓄电池充放电保护电路采用了单片机和传感器等电路模块进行实现。
其中，单片机作为核心控制器，通过采集电压、电流、温度等传感器数据，实时计算出蓄电池的充电状态和放电状态，并根据设定的控制策略，对充电和放电过程进行监测和控制。
同时，电路中还加入了过压、欠压、过流等保护模块，一旦蓄电池出现异常情况，保护模块会及时断开电路，避免蓄电池的损坏和安全问题。
蓄电池充放电保护电路的设计方案具有简单、可靠、实用等优点。
其实现过程中，需要根据蓄电池的具体参数和使用场景，选择合适的传感器和单片机，并进行相应的软硬件优化和测试。
在实际应用中，可以将该电路应用于电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等领域，以保护蓄电池的使用寿命和安全性，提高使用效率和经济效益。
综上所述，蓄电池充放电保护电路设计是一项具有实际应用价值和发展前景的研究课题。
随着蓄电池应用领域的不断拓展和技术的不断进步，保护电路的设计和优化将成为蓄电池行业的一个重要研究方向，也将有利于推动新能源领域的发展和促进人类社会的可持续发展。
随着新能源产业的快速发展，蓄电池的应用范围也越来越广泛。
然而，在蓄电池的使用过程中，容易出现过充、过放、过流等危害，严重影响蓄电池的寿命和安全性。
因此，在蓄电池应用领域，如电瓶车、太阳能发电和应急备用电源等方面，保护电路的设计变得越来越重要，发挥着重要的作用。
固定型铅酸蓄电池的电池过充和过放保护技术研究
固定型铅酸蓄电池的电池过充和过放保护技术研究随着电力需求的增加和可再生能源的普及，蓄电池作为一种重要的储能设备，得到了广泛应用。
固定型铅酸蓄电池作为一种成熟的技术，广泛应用于应急电源、电力调峰等领域。
然而，过充和过放是固定型铅酸蓄电池日常使用中普遍存在的问题，过充和过放不仅会缩短电池寿命，还会导致电池性能下降、容量减小甚至永久性损坏。
因此，研究和应用有效的电池过充和过放保护技术对延长固定型铅酸蓄电池的使用寿命、提高电池性能具有重要意义。
电池过充和过放是指电池在充电或放电过程中，电池电压或电流超过所允许的限制范围。
过充会导致电池内部正极氧化膜被破坏，而过放则会导致电池内部正极还原剂过度消耗。
因此，为了保护固定型铅酸蓄电池免受过充和过放的伤害，需要采取相应的保护技术。
一种常见的固定型铅酸蓄电池的过充保护技术是防倒流保护技术。
该技术通过在电池的正负极之间设置二极管，当充电电流从负极进入电池时，二极管会自动导通，使得正极处于高阻抗状态，从而防止电池过充。
另外，固定型铅酸蓄电池还可以通过限制充电电压来实现过充保护，充电电压超过预设阈值时，充电电流自动降低或切断充电，在一定程度上保护了电池免受过充的侵害。
对于电池的过放保护，可以采用电压控制器进行控制。
当电池电压降到预设阈值以下时，电压控制器会自动切断负载电流，从而保护电池不被过放。
此外，还可以使用过放保护电路，当电池电压降到预设阈值以下时，过放保护电路会自动引入额外的负载，以消耗多余的电能，从而保护电池免受过放的危害。
除了以上的保护技术，智能监控系统也是一种有效的电池过充和过放保护技术。
智能监控系统可以通过实时监测电池的电压、电流和温度等参数，判断电池的工作状态，并根据预设的阈值进行保护控制。
一旦检测到过充或过放的情况，智能监控系统会自动采取相应的措施，如切断充放电电流或引入辅助负载，以保护电池的安全运行。
此外，还可以采用温度保护技术来防止固定型铅酸蓄电池的过充和过放。
蓄电池充放电过程及其放电控制方法
当误差时，应用模糊控制器调节E、EC、U分别是偏差、偏差变化率和控制 量的模糊语言变量。系统根据不同的状态使用合适的控制规则。根据现时的精确 量e、ec进行模糊化，由模糊控制规则计算出模糊控制变量U，把计算出的模糊 控制变量U精确化，加到控制对象上。偏差和偏差变化率为：
e(n) y(n) r (n) e(n) y(n) r (n)
铅酸蓄电池的充放电过程
一、蓄电池电动势的产生 1.铅酸蓄电池充电后，正极板是二氧化铅（PbO2），在硫 酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解 的不稳定物质——氢氧化铅（Pb（OH）2），氢氧根离 子在溶液中，铅离子（Pb）留在正极板上，故正极板上缺 少电子。 2.铅酸蓄电池充电后，负极板是铅（Pb），与电解液中的硫 酸（H2SO2）发生反应，变成铅离子（Pb+2），铅离子 转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子（2e）。 可见，在未接通外电路时（电池开路），由于化学作用， 正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生 了一定的电位差，这就是电池的电动势。
• 铅酸蓄电池充放电后电解液的变化： A） 从上面可以看出，铅蓄电池放电时,电解液中的硫酸不断 减少,水逐渐增多,溶液比重下降. B）从上面可以看出,铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸不断 增多,水逐渐减少,溶液比重上升. C） 实际工作中,可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电 池的充电程度。
蓄电池的充电控制原理
成电流I ，同时在电池内部进行化学反应。 2、负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb+2）与电解液中的硫酸根离子 （SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。 3、正极板的铅离子（Pb+4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb+2） 与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正 极板水解出的氧离子（O2）与电解液中的氢离子（H+）反应，生成稳定物质水. 4、电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池 内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。 5、放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO2）增加，电池内阻增大（硫酸 铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。 6、化学反应式为： 极活性物质 电解液 负极活性物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ PbO2 + H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 氧化铅 稀硫酸 铅 硫酸铅 水 硫酸铅
蓄电池智能充电系统的设计与研究
二元闭环 回路 ， 电时充 电装置依据蓄电池 的充 电状态来及时调整充 电的工艺参数 ， 充 使充电电流一直保 持 在蓄 电池 的理想 充 电电流 曲线 附 近 ， 样 可 以实 现 电池 充 电过 程 中无气 体 析 出 的效果 ， 节约用 电又 这 既
对 电池无 损伤 。 １ ３ 系统 主 回路设 计 ．
充 电系统 拟采 用 具有 电池 电压 负增 量控 制 和 电池 温度 控 制相 结合 的综合 控 制法 。为 了实现 蓄电池 智 能充 电管理 系统 的功 能 ， 电路 必 须具 备充 、 电功 能 ， 能量 可双 向 流动 ， 换器 电路 是可 逆 的。本 主 放 即 变 充 电系统 的 主 电路 采用 Ａ — ＣＤ ＣＤ —Ｃ变 流 技术 ， 由输入 整 流滤 波 电路 （ — Ｃ 、 ｕｋ ＢｏｔＤ —Ｃ 变 即 ＡＣＤ ） Ｂ ｃ／ ｏｓ（ ＣＤ ） 换 电路组 成 。 本次 设计 方案 采用 Ａ — ＣＤ ＣＤ —Ｃ变 换 电路 ， 中 ＡＣＤ 其 —Ｃ部分 是将 三 相交 流 电 源通 过整 流 变压 器进 行 降压 和 隔离之后 ， 经 过 由 ６个二 极 管组 成 的三相 不控 桥 进 行 整 流之 后 便 可 得 到 不 可控 制 的直 流 电压 再 ｕ ， ＣＤ ｌ Ｄ —Ｃ部 分采 用 Ｂ ｃ—ｏｓ电路 （ 图 １ 示 ） ｕｋＢ ｏｔ 如 所 实现 蓄 电池 的充 放 电过 程 ， 中 Ｂ ｃ 其 ｕｋ电路 实现 电池 的充 电过 程 ，ｏｓ电路 实现 电池 的放 电过 程 。 Ｂ ｏｔ
给 电池充 电。
（） ２ 当检测的电压和温度高于门限值， 充电系统直接按照设定 的快速充电方法给电池充电， 并能根
据 电池电压和充电电流 自动转换充 电状态 ， 在蓄电池充满电后 ， 自动转入浮充状态 。 （） ３ 在充电过程 中， 实时监测并通过液晶显示模块显示电池 的电压 、 温度和充电电流等状态信息。 （） ４ 具有输 出过压、 过流、 短路和过热等多种检测电路及保护措施 ， 带有报警指示灯 ， 对充电装置 和 蓄电池进行短路保护。
智能铅酸蓄电池充电器的设计
Ｖｏ． １９ Ｎｏ． ４
Ａｐ ｉ ０ ６ ｒｌ ２ ０
池寿 命 。三 段式 充 电采 用先 恒流 充 电 ，再恒 压 充 电， 最后采 用浮 充进 行维 护充 电 。 一般 分 为快速 充
电 、 足充 电 、 补 涓流充 电三个 阶段 。
详加 叙 述 。
￥Ｃ４４ ３ ９５ 是三星推出的一款性价比很高的 ８
中图分 类号 ：Ｎ ６ Ｔ ８
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：２９— ７３ ２０ ）４— ０ ７— ３ ０ １ ２ １ （０６０ ０ １ ０
０ 引 言 Байду номын сангаас
铅酸蓄电池具有价格低廉 、 电可靠 、 供 电压稳
定等优点 ， 因此广泛应用于国防、 通信 、 铁路 、 交 通、 工农业 生产部 门。 近年 来全 密封免维 护铅 酸蓄
急 灯 、汽车 、游 艇 中也越 来越 多 的选用 免维 护 电
律下降的曲线。 传统的充电方式无论是定电压充电还是定电
流 充 电均 不 能提 高 电池 的充 电效率 ，而依 据 图 １
充 电曲线提 出 的三段 式充 电理论 则可 以大 大提 高
池。然而 ， 由于充电方法不正确 ， 充电技术不能适 应免维护 电池 的特殊需求 ，造成电池很难达到规 定的循环寿命。 基于此 ， 本文提出了一种用于全密
封 免维护 铅 酸蓄 电池 的智 能充 电器 设计 方 案 ，采 用 先进 的三段 式 充 电控制 方法 ，有 效地 提 高充 电 效 率 ， 长电池 寿命 。 延
电池 的充 电效 率 ， 缩短 充电时 间 ， 能有 效延 长 电 并
兜 ｝ ｎｔ Ｕ叫＇ ｉ
收 稿 日期 ：０ ５—１ —１ ２０ １ ５
蓄电池光伏充放电控制器的设计
蓄电池光伏充放电控制器的设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，光伏技术已成为实现这一目标的重要手段。
蓄电池光伏充放电控制器是光伏系统中的关键组成部分，其设计对于提高系统的效率和稳定性具有至关重要的意义。
本文旨在深入探讨蓄电池光伏充放电控制器的设计原理、关键技术及其在实际应用中的优化策略。
本文将概述光伏系统的基本原理及蓄电池充放电控制器在其中的作用，阐明其设计的重要性和挑战性。
接着，将详细介绍蓄电池光伏充放电控制器的基本结构和功能，包括充电控制、放电控制、过充保护、过放保护等关键模块。
在此基础上，本文将重点分析控制器设计中的关键技术，如最大功率点跟踪（MPPT）算法、充电算法、放电算法等，并探讨其在实际应用中的优化方法。
本文还将关注控制器设计的可靠性和安全性，分析可能存在的风险和挑战，并提出相应的解决方案。
本文将通过案例分析，展示蓄电池光伏充放电控制器在实际应用中的性能表现，为未来相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、光伏系统基础知识光伏系统，也称为太阳能光伏系统，是一种利用光生伏特效应将太阳能直接转换为电能的系统。
其核心组件是光伏电池（也称为太阳能电池），这些电池由半导体材料制成，如硅。
当太阳光照射到光伏电池上时，光子会与电池中的电子发生相互作用，导致电子从原子中释放并被收集，形成电流。
这就是所谓的“光伏效应”。
光伏系统的基本组成部分包括光伏电池板（也称为太阳能板或模块）、光伏逆变器、电池储能系统和负载。
光伏电池板负责将太阳能转换为直流电（DC），然后通过光伏逆变器转换为交流电（AC），以便与大多数家庭和工业设备兼容。
电池储能系统则用于存储多余的电能，以便在夜间或阴雨天等无阳光的情况下供电。
负载则代表系统需要供电的设备或设施。
在设计蓄电池光伏充放电控制器时，对光伏系统的理解至关重要。
控制器需要精确地管理电池的充电和放电过程，以防止过充、过放、过热等问题，这些问题都可能对电池的性能和寿命产生负面影响。
基于模糊控制理论铅酸蓄电池充电器的设计
公 司 所 生 产 的 Ｇ ｎｓ ｅ ｅｉ 列 蓄 电 池 ， 型 号 为 ｓ系
靠 、电压稳定等特点 ，广泛地应用于电动车、 Ｐ ＵＳ
不 间断 电源等领域 。由于蓄 电池 的充放 电是 一个
Ｇ１Ｖ ６ ｈ ０ Ｐ的 ４个 串联铅 酸 电池设 计 了一 套 ２ ２ Ａ １Ｅ 蓄 电池智 能管理 系统 ， 它参考 了 Ｈ ＷＫ Ｒ公 司所 Ａ Ｅ
ＺＨＡＮＧ ｕ ｗｅ ． Ｓ — ｎ ＨＥ ｉ ｇ Ｋａ — ｅ
（ ｈ ｏ ｏ ｕｏ ｔ ｎｏ ｈ ｎＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅ ｈ ｏ ｇ， Ｗｕ ａ Ｈ ｂ ｉ ４ ０ ７ ， Ｃ ｉａ Ｓ ｏｌ ｆ ｔ ｉ ｆ ｃ Ａ ｍａ ｏ Ｗｕ ａ ｎｖ ｓｙ ｆ ｃ ｎｌ ｙ ｅ ｉ Ｔ ｏ ｈ ｎ ｕ ｅ ３ ０ ０ ｈｎ ）
ｌ 充电曲线的优化
对于充 电器 的设计 ，很 多公 司都提 出 自己的
收 稿 日期 ：０ ７ ０ — ５ ２ ０ — ６ ２
ｌ ８
快速 充 电法 ， 中最 典型 的就是 Ｈ ＷＫ Ｒ公 司提 其 Ａ Ｅ
中图分类 号 ： Ｍ９ ２ Ｔ １
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：２ ９ ２ １ （ ０ ８）３ ０ １— ５ ０ １— ７ ３ ２ ０ ０ — ０ ８ ０
０ 引言
铅 酸蓄 电池 以其技术 成熟 、 价格 低廉 、 电可 供
短， 造成 电池 的浪 费 。
本 文针 对 用 于 电动 车 的 Ｈ ＷＫ Ｒ Ｅ Ｅ Ｇ Ａ Ｅ Ｎ Ｒ Ｙ
酸蓄 电池的 充 电速度 ， 少充 电损耗 ， 长铅酸 蓄 电池 的使 用寿命 具有重要 的 意义 。 减 延
关键 词 ： 电器 ；铅酸蓄 电池 ； 充 模糊控 制
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!对操作人员实行分层管理。所有用户进入系统
都需要进行身份和口令的确认， 只有管理员级的用户 方可修改系统设置， 而一般用户只能进行例行操作。 报警以及 "图形化的系统设置。系统的背景图、 巡逻用电子地图均可由管理员自由调入， 添加各种报 警点及巡逻点， 只需在地图上轻击鼠标， 系统即会自 动添加相应的图标， 如需修改， 也只需将鼠标移至其 上然后单击右键即可出现编辑窗口。添加和修改房
! 李 华 % )*+ , -# 系 列 单 片 机 实 用 接 口 技 术 % 北 京 & 北 京
航空航天大学出版社， #’’. （ 收稿日期： !""# , "# , "’ ）
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《 电子技术应用》!""# 年第 $ 期
自动化与仪器仪表
这里， ) , ’ - 为 ’* 时 刻 控 制 系 统 的 设 定 值 ， ( ,’- 为 ’* 时 刻 控 制 系 统 的 输 出 ， ! , ’ - 为 ’* 时 刻 控 制 系 统 的 偏差， !& , ’ - 为 ’* 时 刻 控 制 系 统 的 偏 差 变 化 率 ， * 为采 样周期。"、 "$ 、 %的模糊子集规定为： " . 0 12 3 14 3 15 3
%5 3 %4 3 %2 6 ， "$ . 0 12 3 14 3 15 3 %5 3 %4 3 %2 6 。
模糊控制器的控制规则采用条件语句形式， 表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为：
78 " 7 9:; "$ < =>?: % @ 。
根据实际调试和经验总结出模糊控制规则， 共计 用重心法进行模 *$ 条 。 采 用 49A;9:7 推 理 合 成 算 法 ， 对 糊判决， 从 而 计 算 出 精 确 输 出 量 + 。根 据 上 述 规 则 ， 于所有输入组合和状态值进行离线计算， 得控制表存 于 B ! %CD4 中 。 在 模 糊 控 制 过 程 中 根 据 ! 、 !& 查 相 应 通道采样输入信号， 完成分段曲线控制。 三相全控整流桥的输出电流是带有纹波的直流， 电流和电压传感器信号经 ! 型滤波器滤波， 其输出信 号 作 为 混 合 型 模 糊 %&’ 控 制 器 的 输 入 量 ， 滤波前的信 号 由 计 算 机 采 样 用 于 快 速 保 护 。滤 波 器 的 时 间 常 数 取 值 为 工 频 电 压 的 周 期 。模 糊 %&’ 控 制 器 的 控 制 周 期 取 值小于工频电压的周期， 过大会造成调节失控。过电 流和过电压的抑制与保护措施是由计算机快速封锁 触发脉冲完成的。 的控制表， 得输出控制量。 当 误 差 ! , "# 时 ， 应 用 增 量 式 %&’ 控 制 器 调 节 ： "+ ,’- .- E ,! ,’- /! ,’ /#-- F- .! ,’- F- / ,! ,’- /!! （ ,’/#-F! ,’/!-*） 式中， 积分、 微 分 系 数 。而 -0、 - .、 -/ 分别为比例、 时刻的输出量为： 1（ ’） （ +,’-.+,’/#-F"+,’G）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（ 接上页） 开启、 钥匙领取及交接班情况进行记录， 对库房中的 温湿度值进行定期记录， 用户可以按类别、 时间、 地点 及 人 员 等 条 件 进 行 交 叉 查 询 。系 统 可 以 备 份 历 史 记 录 数据， 以防止因意外而导致的数据丢失。 门、 电锁、 钥匙及温湿度监测点也与此相似， 这样使用 户进行系统的设置极为方便。 在该项目的研制过程中， 得到了北京航空航天大 学理学院科研基金支持。经过一年多的试运行和测 试， 本监控系统软件及整个系统运行安全可靠， 操作 使用方便， 达到了实用程度。 参考文献 # 阮德生%自动测试技术与计算机仪器系统设计%西安&
自动化与仪器仪表
铅酸蓄电池自动充放电控制器的设计与实现
济 南 山 东 轻 工 业 学 院 自 动 化 研 究 所 6 !-"#"" ） 邱 书 波
摘
綦星光
要： 介绍了铅酸蓄电池自动充放电控制器的构成，给出了充放电时电流和电压控制策略，
同 时 简 述 了 软 件 实 现 方 法 。实 际 应 用 表 明 ， 采 用 混 合 型 模 糊 785 控 制 可 满 足 充 放 电 控 制 速 度 快 、 精度 高的要求。 关键词： 铅酸蓄电池 充放电机 模糊控制
每个阶段以恒电流或恒电压充电，依赖于电流、 电 压 的 设 定 值 !"#、 以 !"# 恒 流 !"!、 #"#、 # " ! 。第 一 阶 段 ， 充电， 当 电 压 达 到 #"# 时 转 入 第 二 阶 段 。 第 二 阶 段 以 电 压 #"# 进 行 恒 压 充 电 ， 随 着 电 池 开 路 电 压 的 提 高 ， 电 转入第三阶段。 流会逐渐变小， 当 充 电 电 流 达 到 !"! 时 ， 这 时 电 池 电 压 进 一 步 提 高， 当 第 三 阶 段 以 !"! 恒 流 充 电 ， 电 压 达 到 # " ! 时 转 入 第 四 阶 段 。第 四 阶 段 以 # " ! 恒 压 充 电 ， 这时电流进一步逐渐变小， 当充电安时数达到后停止。 电池的放电，主要是控制电流以给定值放电， 通 过三相全控整流桥回馈电网， 当蓄电池达到终止放电 电压时停止放电。
当 误 差 ! ! "# 时 ， 应用模糊控制器调节， "、 "$ 、 % 分别是偏差、偏差变化率和控制量的模糊语言变量。 系 统 根 据 不 同 的 状 态 使 用 合 适 的 控 制 规 则 。根 据 现 时 的精确量 !、 !& 进 行 模 糊 化 ， 由 模 糊 控 制 规 则 计 算 出 模 糊 控 制 变 量 %， 把 计 算 出 的 模 糊 控 制 变 量 % 精 确 化， 加到控制对象上。偏差和偏差变化率为：
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（ #） （ !）
《 电子技术应用》!""# 年第 $ 期
四通工控 #$% 软起动器经销商 （ &’&） ()()(’"" ()()(’"*
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! 控制策略
由于电网的波动及周边负荷的变化， 在交流电的 一 个 或 多 个 周 波 内 会 使 充 电 电 流 出 现 跃 变 。自 动 充 放 电 控 制 器 的 调 节 功 能 是 使 充 电 电 流 或 电 压 稳 定 。电 池 在深放电后充电， 开始阶段电池的内阻较大， 随着充 电电压的升高， 内阻变得非常小， 因此使电网中很小 的 电 压 波 动 也 会 引 起 充 电 电 流 较 大 的 变 化 。这 就 要 求 充电控制器的调节速度要快， 不然会引起跳闸， 甚至 损坏整流电路。在实践中我们比较了多种控制算法， 对铅酸蓄电池充放电过程的控制，采用混合型模糊 如图 * 所示。 %&’ 控 制 器 ( # ) * + 较 为 合 适 ，
! 充放电方法
对于蓄电池的充放电应该严格按要求进行（ 尤其 是浮充充电） ，根据蓄电池充放电的特性，用计算机 控制其过程最为合适。 典型的蓄电池充电包含四个阶段， 如图 # 所示。
" 蓄电池自动充放电控制器的构成
蓄电池自动充放电控制器的构成如图 ! 所示， 由 三相全控整流桥电路、 触发板、 计算机控制板、 电流电 压传感器及滤波电路构成。三相全控整流桥电路由触 发板控制，为蓄电池组提供数百安培充放电流。触发 板由计算机控制板控制，为三相全控整流桥电路提供 整流或逆变触发脉冲。用电流分流器和电压分压器测 得充放电过程电流和电压信号，信号滤波后，被计算 机 控 制 板 周 期 采 样 。 以 #$ 位 单 片 计 算 机 0"*#’$12 为核心构成的计算机控制板包括键盘、 显示电路、 微型 打印机、 #! 位 调 节 输 出 电 路 ， 0"*#’$12 通 过 内 嵌 3 4 5
" 系统软件
整 个 软 件 用 %H4I$ 语 言 编 写 ， 全 部 模 块 化 编 程 。 利用系统资源提供的 J 个软件定时器， 设为中断方式， 驱动 J 个事件。其中， 软 定 时 器 K" 设 为 !" 毫 秒 中 断 ， 用 于 驱 动 恒 电 流 或 恒 电 压 控 制 。软 定 时 器 K # 用 于 驱 动 数 据 处 理 和 充 放 电 过 程 曲 线 控 制 。软 定 时 器 K ! 用 于 驱 动计时， 累 计 充 放 电 安 时 和 时 间 。软 件 中 还 设 置 了 快 速 保护功能、 软启动功能和暂停后的自恢复功能。 蓄电池自动充放电控制器的硬件与软件设计有机 结合， 融为一体。经实际测试， 控制器对电流和电压的 检 测 精 度 达 到 "L#M ， 控 制 精 度 在 稳 态 时 小 于 "L!M ， 控 制 过 程 动 态 超 调 量 小 于 #M ， 充 电 量 计 量 精 度 小 于 蓄电池的充放电合格率大为提高。 "L#GM， 铅酸蓄电池自动充放电控制器的应用使 充电与放电过程自动化，不仅显著提高了蓄 电池的生产质量和使用寿命，而且节省电能 约 NM 。 该 控 制 器 经 过 实 际 应 用 和 多 次 修 正 后， 运行稳定可靠， 适用于各种苛刻的工业环 境。目前已经被鲁中蓄电池厂和淄博蓄电池 厂等多家厂商采用。
785 控 制
单片机
铅酸蓄电池是目前大容量电池的主要品种，在通 讯、 交通、 电力等部门得到了广泛应用， 但因充放电控 制 不 合 理 而 损 坏 的 电 池 占 相 当 大 的 比 例 。若 铅 酸 蓄 电 池 充 放 电 适 当 ， 可 以 工 作 在 #"/#- 年 时 间 。 而 现 在 ， 许多电池在生产和使用过程中， 还是采用一些简单的 充放电设备进行充放电， 不仅造成充电量不足， 使电 池不能发挥最大的电力效应，而且缩短了使用寿命。 为此， 我们研制了铅酸蓄电池自动充放电控制器。