新穎的自動(dòng)恒流放電系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
蓄電池作為備用電源在直流系統(tǒng)中起著極其重要的作用,從而在電力、通信、金融、交通等各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。平時(shí)蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài),負(fù)荷由交流供電,只有當(dāng)交流電失電時(shí),蓄電池組才向負(fù)荷提供能量。為了檢驗(yàn)蓄電池組的實(shí)際容量,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,一般情況要對(duì)蓄電池組每年進(jìn)行一次核對(duì)性放電。目前在國內(nèi)市場(chǎng)上的放電設(shè)備主要使用可變電阻、電阻盤、碳棒等,而且需要人工調(diào)節(jié)放電電流,控制精度低,工作繁復(fù)。針對(duì)現(xiàn)狀,我們研制了自動(dòng)恒流放電系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的IGBT大功率電子器件和PWM脈寬調(diào)制控制技術(shù),同時(shí)利用康銅電阻合金作為放電電阻,并使放電電流在大范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),且有較高的恒流精度。該放電系統(tǒng)采用大功率的電子負(fù)載和恒流控制技術(shù)后,能瞬間承受高達(dá)100A的沖擊電流及長(zhǎng)時(shí)間20A恒流負(fù)載,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池負(fù)荷能力的檢測(cè)和對(duì)電池容量的核對(duì)性檢測(cè)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/178152.htm 主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
表 1
規(guī) 格 | HL-48 | HL-110 | HL-220 |
使用電壓/V | 40~60 | 90~145 | 180~275 |
放電電流/A | 4~40 | 4~20 | 4~15 |
恒流精度 | 1% | ||
電壓精度 | 0.5%(配合智能蓄電池組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用) | ||
尺寸/mm | 540×400×130 | ||
重量/kg | 8.5 |
1 放電系統(tǒng)工作原理
放電系統(tǒng)的組成包括了IGBT功率器件部分、PWM集成驅(qū)動(dòng)電路部分、采樣放大、比較、反饋部分。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。
根據(jù)設(shè)計(jì)電流精度要求,利用分流器采樣,分流器的規(guī)格為75mV、20A。采樣信號(hào)經(jīng)濾波,進(jìn)入精密儀表放大器INA128,INA128是BB公司生產(chǎn)的精密、低功耗儀表放大器。INA128實(shí)際上是一個(gè)窗口(雙限)比較器,特別適合微電壓的放大,只要選擇合適的外部增益電阻RG,就可調(diào)到合適的放大倍數(shù)G=2/0.075=26.7。根據(jù)公式G=1+50kΩ/RG,可算出RG=50kΩ/G-1?。剑保梗矗福?Omega;選1.2kΩ的電阻和1kΩ的精密電位器串聯(lián)即可。
經(jīng)過INA128放大的電壓再經(jīng)一級(jí)RC濾波,濾波后的電壓反饋到W3524的反饋端(W3524的1腳),作為W3524內(nèi)部比較放大器的取樣電壓。
2 控制驅(qū)動(dòng)電路
驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖2所示。圖中的W3524是最為流行的開關(guān)電源集成控制器,它包括了所有無電源變壓器開關(guān)電源所要求的基本功能,如控制、保護(hù)、取樣放大的功能,且使用方便靈活,同時(shí)在制造上采用常規(guī)的平面工藝。W3524可為脈寬調(diào)制式推挽、橋式、單端及串聯(lián)型SMPS提供全部控制電路系統(tǒng)的控制單元。它提供電源變壓器開關(guān)電源的全部功能,而且增加了取樣比例放大器、限流保護(hù)以及內(nèi)部電路的過流和短路保護(hù)。由于采用斜波后沿作為死區(qū)控制,因而節(jié)省了死區(qū)時(shí)間控制器;內(nèi)部基準(zhǔn)源既向內(nèi)、外電路提供基準(zhǔn)電壓,又作為內(nèi)部各部分的工作電壓,并提供50mA輸出電流,輸出晶體管T1、T2集電極和發(fā)射極都懸空,這樣使用增加了靈活性?;鶞?zhǔn)源屬于常規(guī)的串聯(lián)式線性直流穩(wěn)壓電源,它向單片內(nèi)部的斜波發(fā)生器、比較放大器、脈寬調(diào)制器、T型觸發(fā)器等以及通過16腳向外均提供+5V的工作電壓和基準(zhǔn)電壓,使斜波發(fā)生器產(chǎn)生幅度在1.2~3.6V的連續(xù)不對(duì)稱三角波,由內(nèi)部直接輸入到脈寬調(diào)制器的同相端。與此同時(shí),斜波發(fā)生器又向下一級(jí)的T型觸發(fā)器和“或非”門提供一個(gè)同步方波脈沖。它們的頻率由6、7腳的外接電阻RT和電容CT所決定,一般可以從100kHz調(diào)到500kHz,由它構(gòu)成的PWM型開關(guān)電源的工作頻率可達(dá)100kHz。當(dāng)取樣電壓和基準(zhǔn)電壓分別通過1、2腳送入內(nèi)部的比較放大器比較放大時(shí),輸出的控制電壓送到脈寬調(diào)制器的反向端。脈寬調(diào)制器把控制電壓與斜波基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,輸出一個(gè)寬度受控制電壓所調(diào)制的方波脈沖,然后同時(shí)送往兩個(gè)前級(jí)“或非”門的輸入端。
工作頻率由6、7腳的外接電阻RT和電容CT所決定,fpwm=1.15/RT×CT 。考慮到對(duì)CT的充電電流為(1.2~3.6?。遥砸话銥椋常?mu;A到2mA)。因此RT取值為 1.8kΩ到100kΩ。同時(shí)9腳對(duì)地串接有0.1μF的電容和30kΩ的電阻,以實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償,用作內(nèi)部誤差放大器的相位補(bǔ)償,否則會(huì)有自激產(chǎn)生。
評(píng)論