一种配电网专用24V直流不间断电源的设计

通过采样电路，实时将电池的端电压，放电电流，充电电流，电池温度，交流停电，充电器故障信号等送给PIC16C73处理。处理后的数据可以送给现场的LCD显示，以便现场巡检；数据送给上位机，可以实现远程监控。

4）开关电源集成控制器TL494可以输出两路互补的脉冲控制信号，也可以实现单端输出。最小死区为3％而且可调，内有稳压和过流保护运放。

3 电池管理方案及功能实现

电池管理部分硬件图如图3所示。

图3 电池管理部分硬件图

3.1 电池容量的选择

按满足交流停电状态下持续放电的要求。在厂家提供蓄电池容量变换系数K_c的条件下，采用式（1）计算容量C^[3]

C=IG/(K_cδ_Tδ_K) （1）

式中：I为按配电网最大负荷电流设计；

G为蓄电池独立供电时间，由配电网可靠性等级决定；

δ_T为蓄电池放电容量温度系数，在15～25℃环境温度下，温度每增高或降低1℃时，容量随温度变化增加或减小0.006至0.007的额定容量，δ_T=1＋0.006(T－25℃)；

δ_K为蓄电池衰老系数，一般取0.8。

根据以上原则，并结合实际应用场合，本系统选择了2个12A·h/12V的铅酸蓄电池串联。

3.2 电池管理的硬件实现

交流上电后，一方面通过R₄和D₃对蓄电池充电，同时为后一级提供输入，此时继电器K₁吸合，但由于D₄反偏，蓄电池不对负载放电；在交流停电或蓄电池放电状态时，D₁反偏截止，此时蓄电池通过继电器触点及D₄对负载供电。当检测到电池电压≤21V时，停止供电，系统处于完全停电状态，应当避免这种情况的发生。R₇和R₈用来检测电池的充放电电流。在充电状态下，28V直流输出恒定，当处于放电状况下，该输出会有变化的。

1）直流启动 在交流失电的情况下，可以直接按一下S₁，蓄电池为负载供电，同时，R₅端为高电平，继电器K₁吸合，即使S₁断开，也不会中断供电，对S₁形成自锁。

2）放电控制 由于在大多数情况下，电池处于充电状态，这对于电池的使用寿命有很大的影响。因此，在一定的时间里应使电池放电。在该系统中，放电分手动放电和自动定时放电。定时的长短根据用户的要求而定，一般定为60天，单片机内部计时器计时到达后，给出放电信号。放电信号通过硬件电路，在R₃端并上一电阻R₁，使得TL494脚1的电位上升，控制脉冲变窄，输出电压变低，使D₁处于反偏截止，此时，蓄电池单独对负载供电，前一级DC/DC相当于空载状态。根据电池厂家的建议，将电池的放电终了电压设为10.5V×2=21V，当检测到蓄电池电压≤21V时，撤销放电信号，充电器对蓄电池充电，同时为负载提供能量。

3）电机启动 由于电机启动所需的电流较大，在此系统中通过蓄电池放电来达到这个目的。在启动前，人为发出一个信号，使充电器的电压下跌，此时蓄电池投入工作。

4）充电电压可控 改变蓄电池的充电电压即是改变充电器的输出，而在R₃端并接不同的电阻R₁，R₂即可改变输出电压，用户可以根据需要自行设定电压。