UPS蓄电池寿命在线预计装置的研究

发布时间：2020-04-01 12:40

【摘要】：UPS是一种极其重要的后备电源。蓄电池组是UPS中的核心部分,也是最容易出现故障的部分。UPS蓄电池一旦老化失效,就有可能引发安全事故,造成巨大的经济损失,严重时甚至危及人身安全。因此为保障UPS安全可靠的工作,防止生产事故的发生,有必要对UPS蓄电寿命检测装置进行研究。本文首先对UPS蓄电池的基本技术参数、工作过程及失效的机理进行了研究,并揭示了内阻与蓄电池寿命之间的紧密关系。然后介绍了几种传统的蓄电池内阻检测方法,通过分析比较其优缺点,最终选择了交流四线注入法作为本文的蓄电池内阻检测方法;同时,针对于传统检测方法的不足,成本高、易受噪声影响等,创新的使用了小波去噪算法对其进行优化,该算法的可靠性更高、检测过程更加灵活,从而为UPS蓄电池寿命预警装置的研发提供了理论基础。其次,对UPS蓄电池寿命预警装置的软、硬件进行了具体的设计。硬件部分设计了产生特定频率的恒流源模块以及在噪声中提取微弱信号的检测电路模块,并通过Multisim仿真验证了电路的可行性。软件部分,基于硬件电路的功能需求,完成了对GPIO选通、AD转换、SPI和SCI通信部分的DSP代码编写。同时,为了方便用户操作,在Lab VIEW的上位机开发平台上设计了人机交互界面,并通过Lab VIEW和MATLAB混合编程完成了对信号的小波去噪处理,从而实现装置对蓄电池寿命预警的功能。最后,搭建实验平台对UPS蓄电池寿命预警装置的实用性进行验证。通过分析比较本装置与市面上现有的蓄电池内阻检测产品所测得实验数据,证明了本装置能够准确测量蓄电池的内阻值并预估其剩余容量,具有一定的实用价值。
【图文】：

原理图,原理图,电路,稳压芯片

图 3- 3 AD9833 原理图3 采用标准的三线式 SPI 接口写入数据，SDATA、SCLK据线、时钟线和触发线。MCLK 提供参考频率，使用 1外，由于电压限制，AD9833 只能固定输出为 600mV 极性转换电路为注入信号必须是双极性信号，所以需要将 600mV 单性。如若使用简单的稳压芯片设计减法器电路，会因稳，所以此处使用一阶高通滤波器，将直流信号隔除，选，用运算放大器搭建电路对电压进行的放大，最后将输，峰峰值的中值为 0V 的交流电压信号，电路原理如图G N D1 0 KR524 0 KR53+ 5 V821U2A0.01uFC46G N DC48

电路图,电路,蓄电池,仪表放大器

图 3- 7 V/I 转化电路按照原理图搭建电路，Iset口通过串接 20k 电阻的方式，将输出电流限以内。当短路产生过电流时，芯片会自动关断，并将电流标志位 Iflag电源部分通过使用 0.1uF 和 10uF 并联接地来进行滤波，有效减少了输受的干扰。至此，，完成了精密电流源部分的设计，电流源产生 985Hz/0.3A 的电流电池内部，用于产生特定的响应电压。检测电路模块设计电流输入到蓄电池上时，会在蓄电池上产生微小的特定频率的响应，需放大、滤波的初步提取，才能在后续的电路进一步处理。1 前置仪表放大电路由于蓄电池是串联在母线上，而 UPS 中的高频变压器容易产生寄生电电池上都会产生共模干扰[43]，影响测量，选择可以同时放大并且隔除共仪表放大器电路。仪表放大器电路不仅有高共模抑制比（CMRR），还
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM912;TN86

【参考文献】