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UPS电源蓄电池的充电方式详解

2017-2-23 11:28:14
蓄电池在UPS电源的成本当中所占的比重较大,一般标准配置的UPS电源(10分钟左右的备用供电)中蓄电池所占成本的比例为20%~25%,如果再延长备用时间,蓄电池的成本将急剧增加,甚至超过整个主机所占的比重。所以针对蓄电池的充放电控制应根据蓄电池本身的物理化学特性合理控制充放电,以最大的限度的保持蓄电池,延长其使用寿命。

对于蓄电池的放电,机房运营人员几乎无法控制其放电速率,因为在市电停电时,无法预测用户所带的负载,所能做的只能控制蓄电池的放电电压,及时的提醒用户关机切除负载,防止蓄电池的过度放电。所以对蓄电池充电控制的研究就显得非常有意义,制定合理的充电控制策略可以有效延长蓄电池的使用寿命,提高UPS电源的循环周期。

UPS恒压充电在充电后期,充电电流逐渐的减小,与其它充电方式相比,更接近于最佳充电曲线。除了恒压充电方式外,还有很多其它比较常用的充电方式。

1、UPS恒流充电
恒流充电是指以固定的电流给蓄电池充电,如果充电电流定的较大,在开始充电的时候,与其它充电方式相比,比较接近于最佳充电曲线,然而,随着充电的时间的增长,充电将由于较大越来越不满足蓄电池的充电要求。

2、恒压限流充电
恒压限流充电主要是为了补救恒压充电时初期充电电流过大的缺点(方法同恒压充电)而出现的充电方法,它用在充电电源和被充蓄电池之间串联一电阻(限流电阻)的方法来自动调节充电电流。当充电电流过大时,限流电阻上的压降也大,从而减小了充电电压;当充电电流小时,限流电阻上的压降也很小,这样,就自动调节了充电电流,使之不超过某个限度。然而这降低了能量的利用率,使大量能量消耗在限流电阻上,在能源越来越紧张的今天,不利于节约资源。

3、UPS快速充电
UPS快速充电是最近随着电动汽车等设施所使用蓄电池需要快速充电而出现的,也更能接近蓄电池的理想充电曲线,最主要的方式有脉冲充电和变电压间歇充电。

由于在线式UPS电源的蓄电池时刻要挂在直流母线上,这样就限制了对UPS蓄电池充电有些充电方式是不能使用的,综合以上各个充电方法的优缺点,对蓄电池充电采用分阶段充电方式,在开始阶段采用大电流恒流充电,当蓄电池荷电量达到一个阶段后,采用小一级的电流恒流充电,最后转为恒压充电,将直流母线电压稳定在浮充电压值。

并检测环境温度,根据稳定的变化,对蓄电池的浮充电压进行温度补偿,防止蓄电池出现过充或者欠充。本文所涉及到的UPS电源采用12伏的阀控式铅酸蓄电池,设定终止放电电压为10.5V,浮充电压为13.5V。在充电过程中,根据蓄电池特性设定初始充电电流,当蓄电池电压达到标称值后,降低充电电流,继续恒流充电,直到到达浮充电压,切换为恒压充电,并将直流母线电压稳定在浮充电压。