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1、直流不问断电源（DC第14卷第9N2011年9月电涤彳乏求左阂POWERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONSV01.14NO.9Sep2011直流不问断电源(DCUPS)蓄电池管理系统杨培和曹清(江南计算技术研究所,江苏无锡214083)摘要:本文介绍了一种实用的直流m-N断电源(DeUPS)蓄电池管理系统.从硬件组成,各单元的工作原理入手,介绍了蓄电池的管理和维护方法,着重介绍通过改善单体蓄电池的一致性来延长电池组的使用寿命.关键词:直流不间断电源;蓄电池;一致性;RS一485总
2、线;线BatteryManagementSystem0fDCUPSYANGPeihe,CAOQing(JiangnanInstituteofComputingTechnology,Wluxi214083,China)Abstract:ApracticalbatterymanagementsystemofDCuninterruptiblepowersupply(DCups)ispresented.Thepaperintroducesmanagementandmaintenanceofbatteryunits,de
3、scribeshardwarecomponentsandtheoryofoperationandemphasizestheextendedbatterylifebyimprovingunitconsistencies.Keywords:DCUPS;Battery;Consistency;RS-485Bus;12CBus中图分类号:TM464文献标识码:B文章编号:0219—2713(2011)09.0038—040引言为保证数据机房的正常连续运行,避免意外停电引起的损失,需要建立不问断供电系统.本文介绍了一种直
4、流不问断供电系统,采用两级供电,第一级是将AC380变成DC300V,第二级是将DC300V变成系统需要的各种逻辑电压.在第一级38收稿日期:2011一O6—13的DC300V输出端直接挂接蓄电池,构成直流不间断电源(DCUPS),该电源最大的优点是:可靠,节能,降低成本和运行维护方便.在DCUPS中,蓄电池是一个关键部件,同时也是这个系统中平均无故障时间(MTBF)最短的部件.蓄电池的工作有其复杂的电化学过程,即使在相同的工作环境下,同一类型的电池特性因本身的差异也会表现出不同的特性.在串联蓄电池组技术应用?
5、UPS中,组内单体之间的差异超出一定范围,就会发生问题.DCUPS蓄电池管理系统通过对运行中的蓄电池进行实时检测,可以提前发现特性差的电池,并对其进行活化处理,使恢复性能,缩减单体差异,提高蓄电池的一致性.对提前失效的蓄电池能提早发现,并通知维护人员及时更换.1系统概述及硬件组成DCUPS包括整流柜和蓄电池柜两个机柜;两个柜之间通过各种电缆线和通讯线互联.见图l.整流柜内包括交流输入及控制部分,整流器单元,充电控制单元和DCUPS管理控制单元;蓄电池柜内包括22节蓄电池(12V100AH)和输出控制开关.DCU
6、PS的整流器部件和充电器部件通过RS-485总线与DCUPS控制板相连;DCUPS控制板通过另一路RS一485经TCP/IP与上位监控机相连.蓄电池检测主控制板通过RS一485总线与22节蓄电池的检测板相连,实时循环检测蓄电池的状态,并根据每节蓄电池的状态信息改变LED的当前显示.当循环检测完22节蓄电池后,通过12C总线,将22节蓄电池的状态信息主动发送给DCUPS控制板,DCUPS控制板接收到数据后等待上位机来读取.每节蓄电池放在一个抽屉内,可以热拔插,每一节蓄电池对应一块检测控制板,每一块检测控制板上有C
7、PU,继电器,地址拨码开关和放电电阻排等部件,控制板能实时检测蓄电池的电压和温度,并通过允许和禁止放电来调节蓄电池的充电电压.2蓄电池管理实现及性能分析1)充电控制(1)充电模式充电模式直接影响着蓄电池的使用寿命,要根据蓄电池本身特性来选择充电的方式.我们设计的DeUPS的充电控制器主要有如下功能(充电模式):①浮充蓄电池浮充主要用于因自放电而引起的容量图1系统硬件组成框图39第14卷第9,tt~2011矩9fi]它濠彳乏石阖PoWERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONSV0l
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9、4NO.9Sep2011自然损失,使蓄电池总是处于完全充饱状态.默认充电模式为浮充,浮充充电电压会因不同的蓄电池而有所差异,要参考蓄电池技术指标.我们设计的DCUPS的蓄电池平时就处于浮充模式,浮充电压13.5V/每节.②均充均充可以消除串联蓄电池组中不同个体的差异,提高蓄电池的一致性.在蓄电池放电后,上位机通过相关命令启动均充操作,当充电电流小于终止阀值(具体参见相关蓄电池技术指标)
