大力神蓄电池工控摘要：我们采购UPS不间断电源的时候，通常都遇上如何给自己负载设备配置长延时UPS电池容量为多少才满足长时间停电时继续供电的需要。正确的选择UPS后备电池容量，对UPS的整体正常运转是非常重要。电池容量如果选择偏小不仅不能满足UPS后备时间，还会因电池放电倍率太大，严重影响电池的性能及使用寿命，同时给系统的稳定运行带来极大的隐患。
大力神蓄电池我们在确定了UPS不间断电源的品牌和所需延长的时间下。可以根据蓄电池品牌样本数据中提供的恒功率放电数据表或者横流放电曲线，通过恒功率法，估算法以及恒电流法等计算方法来计算确定蓄电池的型号和容量。
一、UPS蓄电池配置具体计算方法如下
1、明确什么因素可以影响备用时间：
（1）负载总功率P总（W），考虑到UPS的功率因数，在计算时可直接以P总的伏安（VA）为单位来计算。
（2）V低是蓄电池放电后的终止电压（V），2V电池V低=1.7V;12V电池V低=10.2V
（3）V低是蓄电池放电后的终止电压（V），2V电池V低=1.7V;12V电池V低=10.2V
（4）Kh为电池容量换算系数（Ct/C10），10Hr放电率为1，5Hr放电率0.9，3Hr放电率为0.75，1Hr放电率为0.62
（5）I为电池工作电流（A），T为连续放电时间（H），V为UPS外接电池的直流供电电压（V）
2、UPS电源的电池配置计算方法
1）恒功率法（查表法）
这种方法是根据蓄电池恒功率放电参数可以快速准确地选出蓄电池的型号。首先计算在后备时间内，每个2v单体电池至少应向UPS提供的恒功率。
P（W）电池组提供的总功率P（VA）UPS标称容量（VA）
[工业电器网-cnelc]
PFUPS功率因子n逆变器转换效率
Pnc每cell需要提供的功率n机器配置的电池数量
N单体电池cell数Vmin电子单体终止电压
计算步骤：
P（W）={P（VA）*Pf}/η
Pnc=P（W）/（N*n）
UPS不间断电源厂家往往都会提供Vmin下的恒功率放电参数表，我们可以在表中找出等于或者稍大于Pnc的功率值，这一功率值所对应的型号即能够满足UPS电源系统的要求。如果表中所列的功率值均小于Pnc.可以通过多组电池并联的方式达到要求。
2.）估算法
这是根据蓄电池的恒流放电曲线来确定蓄电池容量和型号的方法，首先计算PS系统要求的电池最大电流：
Imax电池组提供最大电流Umin电池组的最底电压
Imax={P（VA）*Pf}/（η*Umin）
可以根据UPS要求的后备时间从电池恒流放电曲线中查出放电速率n，然后根据放电速率的定义：n=Imax/C10，得出配置蓄电池的额定容量C10并确定电池型号。
3）恒流法：
Q=P×T/K×V×η
Q-蓄电池容量（AH）、P-负载功率、T-备用小时数（按2小时计算）
K-蓄电池放电系数（2小时）、V-UPS整流后母线电压、η-蓄电池逆变效率
在市电中断（停电）时，UPS不间断电源之所以能不间断供电，是因为有蓄电池储能，所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定，因此电池配置方面在选购UPS不间断电源产品就显得尤其重要。
12v汽车电瓶充电器电路图
由于密封铅酸蓄电池的诸多优点，因此获得了广泛应用．然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重，因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在．有鉴于此，笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器。
电瓶充电器原理如下图：
充电过程分析：
1.维护充电：
当电池电压较低时（可设定，本电路预设在9V以下），充电器工作在小电流维护充电状态下，工作原理为U1C⑨脚（同相端）电位低于⑧脚（反相端），U1C输出低电位，T4截止。U1D 11 脚电位约0.18V．此时充电电流约250mA（恒流电路由R14，U1D，T1B周边外围电路构成，恒流原理读者请自行分析）．
2. 快速充电：
随着维护充电继续，电池电压逐渐升高，当电池电压超过9V时，充电器转入大电流快充模式下，U1C⑨脚（同相端）电位高于⑧脚（反相端），U1C输出高电位，T4导通，U1D 11 脚电位约为0.48V，充电器恒定输出约1A电流给电池充电。
3. 限压浮充：
当电池接近充足电时，充电器自动转入限压浮充状态下(限压浮充电压设定为13.8V，如为6V蓄电池，则浮充电压应设定为6.9V)， 此时的充电电流会由快速充电状态下逐渐下降，至电池完全充足电后，充电电流仅为10～30mA，用以补充电池因自放电而损失的电量。
4. 保护及充电指示电路：
本电路设有反极性保护电路，由D4，U1C，U1D，T1及外围元件构成，当电池反接时，充电器限制输出电流不致发生事故。充电指示由U1A，D7及外围元件构成，充电时，D7点亮，充电器进入浮充状态后，D7熄灭，表示充电结束。
5. 本电路略为修改电路参数即可任意调整充电电流，浮充电压以满足不同规格电池的需要。
6. 物料清单如下
LTC1760的主要特点
① 独立3级充电器轮询电池的充电要求并监视由电池内部电量测量所确定的实际电流和电压（误差为±0.2%），实现快速、安全和彻底地充电。
② 快速充电模式可以用来进一步缩短充电时间。
③ 支持电池查验以实现气压计校准。
④ 3个电源通路FET二极管允许安全和低损耗地从DCIN和两个电池同时放电。
⑤ 两个FET二极管实现两个电池同时安全、低损耗地放电。
⑥ 硬件可编程电流和电压安全限制以及很多其他安全功能用以补充电池的内部保护电路。
LTC1760虽然很精密，但是非常容易使用。在任何给定设计中仅需确定4个关键参数：输入限流检测电阻RICL，限流电阻RILIM和匹配充电电流检测电阻RSENSE，限压电阻RVLIM，短路保护电阻RSC。
LTC1760加上一些智能电池和一个AC适配器，就可组成一个简单系统。系统结构如图3所示。
图3 LTC1760双电池充电器/选择器系统架构
● 输入限流检测电阻RCL
图4 输入限流感应电阻电路
如图4所示，这个电路限制充电电流以防止系统功率升高时交流适配器过载。要设定输入电流限制，最重要的就是要最小化墙式配适器的额定电流。限流电阻可以通过下两式来计算。
ILIM＝适配器最小电流值－（适配器最小电流值×5％）（1）
RCL＝100mV/ILIM（2）
不过，交流适配器可以有至少+10%的限流裕度，因此常常可以简单地将适配器限流值设定为实际适配器额定值。
● 限流电阻RILIM
RILIM电阻有两个作用。首先，它告诉LTC1760的SMBus接口，充电器可以供给电池的最大可允许电流，任何超过这个限度的值都会被限定值所取代。第二个作用是让PWM充电器的满标度电流与SMBus接口的满标度限流值同步。
● 限压电阻RVLIM
VLIM引脚到GND之间连接的外部电阻值可以决定5个充电器输出限压值中的任一个（见表3）。这种用硬件实现限压值的方法是一种比较安全的措施，它是不能被软件方式所取代的。
注：CF=碳膜电阻；MF=金属膜电阻；M.O.F=金属氧化膜电阻
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