開關(guān)電源中功率低于多少不用考慮電流諧波

【專家解說】：用 開關(guān)電源設(shè)計的一般考慮 電源 在設(shè)計開關(guān)電源之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究要設(shè)計的電源技術(shù)要求?，F(xiàn)以一個通信電源模塊的例子來說明設(shè)計要考慮的問題。該模塊的技術(shù)規(guī)范如下： 1 電氣性能 除非另外說明,所有參數(shù)是在輸入電壓為220V,交流50Hz以及環(huán)境溫度25℃下測試和規(guī)定的. 表1.1額定電壓輸出電流I(max)限流范圍過壓范圍調(diào)壓范圍1調(diào)壓范圍2效 率54.9V28A110％Imax58.8-61.2V52.55-52.75V45.7 45.9V＞87％1.1 輸入 電壓：單相交流額定電壓有效值220V±20% 頻率：頻率范圍 45-65Hz 電流：在滿載運行時,輸入220V,小于8A。在264V時,沖擊電流不大于18A 效率：負(fù)載由50％－100％為表2.1值 功率因數(shù)：大于0.90,負(fù)載在50％以上,大于0.95 諧波失真：符合IEC 555-2要求 啟動延遲：在接通電源3秒內(nèi)輸出達(dá)到它的額定電平 保持時間：輸入176V有效值,滿載,大于10mS 1.2 輸出 電壓：在滿載時,輸出電壓設(shè)定在表1值的±0.2％ 電流：負(fù)載電流從零到最大值(參看表1)，過流保護(hù)開始是恒流,當(dāng)電壓降低到一定值得時,電流截止. 穩(wěn)壓特性：負(fù)載變化由零變到100％, 輸入電壓由176V變到264V最壞情況下輸出電壓變化不超過200mV. 瞬態(tài)響應(yīng)： 在沒有電池連接到輸出端時,負(fù)載由10％變化到100％,或由滿載變化的10％,恢復(fù)時間應(yīng)當(dāng)在2mS之內(nèi).最大輸出電壓偏擺應(yīng)當(dāng)小于1V. 靜態(tài)漏電流：當(dāng)模塊關(guān)斷時,最大反向泄漏電流小于5mA. 溫度系數(shù)：模塊在整個工作溫度范圍內(nèi)≤±0.015％. 溫升漂移：在起初30秒內(nèi),±0.1％ 輸出噪音：輸出噪音滿足通信電源標(biāo)準(zhǔn),衡重雜音＜2mV. 1.3 保護(hù) 輸入：輸入端保護(hù)保險絲定額為13A. 輸出過壓：按表1.1設(shè)置過壓跳閘電壓,輸出電壓超過這個電平時,將使模塊鎖定在跳閘狀態(tài).通過斷開交流輸入電源使模塊復(fù)位. 輸出過流：過流特性按表1.1的給定值示于圖1.過流時,恒流到60％電壓,然后電流電壓轉(zhuǎn)折下降.(最后將殘留與短路相同的狀態(tài)) 輸出反接：在輸入反接時,在外電路設(shè)置了一個保險絲燒斷(＜32A/ 55V) 過熱：內(nèi)部檢測器禁止模塊在過熱下工作，一旦溫度減少到正常值以下,自動復(fù)位. 1.4 顯示和指示功能 輸入監(jiān)視：輸入電網(wǎng)正常顯示. 輸出監(jiān)視：輸出電壓正常顯示.(過壓情況關(guān)斷). 限流指示：限流工作狀態(tài)顯示. 負(fù)載指示： 負(fù)載大于低限電流顯示. 繼電器：輸入和輸出和輸入正常同時正常顯示。 輸出電流監(jiān)視：負(fù)載從10％到100％,指示精度為±5％. 遙控降低：提供遙控調(diào)節(jié)窗口. 1.5 系統(tǒng)功能 電壓微調(diào)：為適應(yīng)電池溫度特性,可對模塊的輸出電壓采取溫度補償. 負(fù)載降落：為適應(yīng)并聯(lián)均流要求，應(yīng)能夠調(diào)節(jié)外特性。典型電壓降落0.5％,使得負(fù)載從零到增加100％,輸出電壓下降250mV. 遙控關(guān)機：可實現(xiàn)遙控關(guān)機。 1.6 電氣絕緣 下列試驗對完成的產(chǎn)品100％試驗。 1.在L(網(wǎng))和N(中線)之間及其它端子試驗直流電壓為6kV. 2.在所有輸出端和L,N及地之間試驗直流2.5kV.這檢查輸出和地之間的絕緣. 3.下列各點分別到所有其它端子試驗直流100V： 電壓降低(11和12腳) 繼電器接點(14,15和16腳) 狀態(tài)選擇-輸入,輸出和電流限制(3,4,5和6腳) 4.地連續(xù)性-以25A,1 分鐘檢查,確認(rèn)安全接地的阻抗小于0.1Ω. 1.7 電磁兼容 符合郵電部通信電源標(biāo)準(zhǔn). 2 機械規(guī)范 尺寸：略 重量： 略 安裝方向： 模塊設(shè)計安裝方向是面板垂直放置,使空氣垂直通過模塊. 通風(fēng)和冷卻： 模塊的頂部和底部都有通風(fēng)槽,使空氣流通過模塊,經(jīng)過散熱器.因此在系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)沒有阻礙地對流冷卻模塊,并應(yīng)強迫冷卻裝置使冷卻空氣經(jīng)過模塊自由流通. 3 環(huán)境條件 環(huán)境溫度： 在0～55℃溫度范圍內(nèi)滿功率工作.在模塊下50mm處模塊的入口測量溫度. 存儲溫度：－40～+85℃ 濕度：5％～80％,不結(jié)冰. 高度： -60m～2000m工作;-60m～10000m不工作. 4 可靠性 MTBF大于100000小時. 這些要求包括：輸入電源，輸入電壓的類型－交流還是直流。交流電源的頻率和電壓變化范圍，整流濾波方式，是否有功率因數(shù)要求？如果是直流電源，是直流發(fā)電機，還是蓄電池、抑或其它直流變換器？是電流源還是電壓源？它們的變化范圍和紋波大小。輸出電壓（電流）大小和調(diào)節(jié)范圍，穩(wěn)壓（或穩(wěn)流）精度，輸出有幾路？輸出電流（或輸出功率），輸出紋波電壓要求，是否需要限流？瞬態(tài)響應(yīng)要求。負(fù)載特性：蓄電池，還是熒光燈，還是電機？這些電氣性能之外，是軍用還是民用？EMC要求，環(huán)境溫度。體積與重量要求。是否需要遙控，遙測或遙調(diào)？是否需要提供自檢測，如此等等。設(shè)計出的電源必須滿足這些要求。1.1 主電網(wǎng)電源 如果你購進(jìn)國外電氣設(shè)備，不管青紅皂白就去插上電源，弄不好就可能燒壞設(shè)備電源。因此，要安全使用國外設(shè)備，要知道國外電網(wǎng)電源的種類和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果你設(shè)計的產(chǎn)品是提供出口，也必須了解該地區(qū)的電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。 首先世界上主電網(wǎng)的交流電源頻率在美國是60Hz，而在中國和歐洲是50Hz。實際上，頻率也有一定的變化范圍，電網(wǎng)負(fù)荷重的時候，50Hz可能降低到 47Hz；如果負(fù)載很輕時，60Hz可能上升到63Hz。這是因為帶動發(fā)電機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不可能是沒有調(diào)節(jié)公差的恒速運行。50Hz供電的直流電源必須使用比60Hz供電更大的濾波元件，供電變壓器鐵芯更大或線圈匝數(shù)更多。 其次電源電壓在不同地區(qū)也不同：在中國，家用電器和小功率電氣設(shè)備由單相交流220V供電，工業(yè)用電是三相380V。在美國民用電源為110V（有時是 120V），而家用電器，如洗衣機電源是208V，而工業(yè)用電是480V，但是照明卻是277V，當(dāng)然也有用120V的；在歐洲為230V，而在澳大利亞卻是240V，如此等等。 以上的電網(wǎng)電壓僅僅是其額定值，每一種電網(wǎng)都有允許偏差。例如電網(wǎng)隨負(fù)荷變化時產(chǎn)生較大波動。在上世紀(jì)末我國電網(wǎng)改造前，電網(wǎng)電壓波動范圍高達(dá)30%以上。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量電廠建立，供電量充足，同時經(jīng)過電網(wǎng)改造，合理輸配電，目前在我國大多數(shù)地區(qū)供電質(zhì)量明顯提高，一般變化在10%以內(nèi)，即在 198V～242V之間。但在鐵道系統(tǒng)和某些邊遠(yuǎn)山區(qū)變化范圍仍可能達(dá)到30%。因此，你設(shè)計的開關(guān)電源，必須迎合使用地區(qū)的供電情況，即使遇到意外情況，也能夠安全運行而不發(fā)生故障。有時電網(wǎng)也可能丟失幾個周波，要求有些電源能夠不間斷（保持時間）地工作，這就要求較大的輸出電容或并聯(lián)電池滿足這一要求。 電網(wǎng)還存在過壓情況。雷擊和閃電在2Ω阻抗上,引起線與線電壓和共模干擾可高達(dá)6000V電壓。閃電有兩種類型，一種是短脈沖，上升時間1.2μs，衰減時間50μs，另一種很高能量，衰減時間1ms。電網(wǎng)還有瞬態(tài)電壓，峰值達(dá)750V，持續(xù)半個電網(wǎng)周期，這主要是大的負(fù)載的接入或斷開，或高壓線跌落引起電網(wǎng)的瞬變。 實際上工業(yè)電網(wǎng)面臨的問題遠(yuǎn)不止這些，交流電網(wǎng)是一個骯臟的環(huán)境。你所設(shè)計的電源應(yīng)當(dāng)能夠在這個環(huán)境中工作，同時還要滿足國際和各地區(qū)安全標(biāo)準(zhǔn)要求。1.2 電池 在通信，電站，交通要求不間斷供電的地方，電池作為不可缺少的儲能后備能源。大量移動通訊站和手機，以及電動汽車，助力電瓶車都依靠電池提供能量。風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電存儲峰值能量作為后備能源。但是電池涉及到電化學(xué)和冶金學(xué)知識，已超出一般電氣工程師的知識范疇。這里介紹一些使用電池基礎(chǔ)知識，使你知道設(shè)計充電電源和使用電池供電時應(yīng)注意的一些問題。 利用電化學(xué)可逆原理做成的最基本的單元電池叫單體電池。典型的單體電池是由兩個金屬極板和構(gòu)成它們之間導(dǎo)電通路工作介質(zhì)組成，這種通路材料可能是液體或固體，與特定化學(xué)機理有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于是否能夠更有效進(jìn)行電－化學(xué)反應(yīng)（可再充電，即二次電池，也稱為蓄電池。不能再充電叫一次電池）。根據(jù)不同通路材料的安排，一個金屬極板為電池的陽極－正極，另一個則為陰極－負(fù)極。如將兩個金屬極板（陰極和陽極）接到電源上，電的作用改變了工作介質(zhì)的化學(xué)狀態(tài)，這就是儲能。如將已儲能的電池極板接到負(fù)載，材料化學(xué)作用放出電荷返回到原始狀態(tài)，釋放出電能。 單體電池一般很低，例如鉛酸蓄電池單體電池額定電壓為2V。因此較高電壓的電池一般由許多單體電池串聯(lián)組成。應(yīng)當(dāng)注意：不要自己將電池連接成你需要的電壓和容量，電池不能直接并聯(lián)！你只能按制造廠系列產(chǎn)品選擇你需要的電池容量和電壓。如果在每個電池端串聯(lián)一個二極管就可以并聯(lián)。 在電池工作范圍內(nèi)，電池看起來像一個理想電壓源，但實際電源并非如此。首先，當(dāng)充電時，端電壓會升高；放電時，端電壓會降低。這就說明蓄電池存在內(nèi)電阻，圖1.1是標(biāo)稱電流壓12V的NiH電池的伏安特性，隨著輸出電流的增加，輸出電壓下降（類似正弦雙曲線）。標(biāo)稱電壓為12V，電池放出電流為負(fù)，充電電流為正。電池放出小電流時，電池端有一個類似電阻的壓降，電流加倍壓降也幾乎加倍；在大電流時，電壓降增加減慢；在端電壓下降到零以前，電流可以達(dá)到非常大的數(shù)值，但絕對不能將電池短路，如果將NiH電池輸出短路將引起電池爆炸！其次，電池不是與頻率無關(guān)的電壓源，在充電和放電時，產(chǎn)生電化學(xué)作用需要一定的時間，等效為電容與內(nèi)阻并聯(lián)。此外，在典型開關(guān)頻率20kHz或更高時，電池有很大內(nèi)阻抗。這是因為電池端子間，內(nèi)部極板間存在小電感；例如，一個 NiH（鎳－氫）電池可能具有200nH的感抗，五個這樣的電池串聯(lián)（獲得6V電壓）有大約1μH電感。如果開關(guān)頻率為200kHz，阻抗大約1Ω。所以這時電池不是理想電壓源，不可能吸收你的變換器產(chǎn)生的開關(guān)紋波，為此，通常在電池的兩端并聯(lián)一個電容，減少內(nèi)電感的影響。 電池輸出電流和輸出電壓的關(guān)系還與溫度以及電池剩余電荷量有關(guān)。如果放電電流太大，會損傷電池。幾乎所有電池，如果在遠(yuǎn)低于它的工作溫度下放電，也會損壞電池。例如密封鉛酸電池在低于－10℃不能工作,這就是為什么在很冷的天氣發(fā)動不了你的汽車。用 引用 開關(guān)電源設(shè)計的一般考慮電源 2009-10-28 21:43 閱讀2 評論0 字號： 大大 中中 小小 在設(shè)計開關(guān)電源之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研究要設(shè)計的電源技術(shù)要求?，F(xiàn)以一個通信電源模塊的例子來說明設(shè)計要考慮的問題。該模塊的技術(shù)規(guī)范如下： 1 電氣性能 除非另外說明,所有參數(shù)是在輸入電壓為220V,交流50Hz以及環(huán)境溫度25℃下測試和規(guī)定的. 表1.1額定電壓輸出電流I(max)限流范圍過壓范圍調(diào)壓范圍1調(diào)壓范圍2效 率54.9V28A110％Imax58.8-61.2V52.55-52.75V45.7 45.9V＞87％1.1 輸入 電壓：單相交流額定電壓有效值220V±20% 頻率：頻率范圍 45-65Hz 電流：在滿載運行時,輸入220V,小于8A。在264V時,沖擊電流不大于18A 效率：負(fù)載由50％－100％為表2.1值 功率因數(shù)：大于0.90,負(fù)載在50％以上,大于0.95 諧波失真：符合IEC 555-2要求 啟動延遲：在接通電源3秒內(nèi)輸出達(dá)到它的額定電平 保持時間：輸入176V有效值,滿載,大于10mS 1.2 輸出 電壓：在滿載時,輸出電壓設(shè)定在表1值的±0.2％ 電流：負(fù)載電流從零到最大值(參看表1)，過流保護(hù)開始是恒流,當(dāng)電壓降低到一定值得時,電流截止. 穩(wěn)壓特性：負(fù)載變化由零變到100％, 輸入電壓由176V變到264V最壞情況下輸出電壓變化不超過200mV. 瞬態(tài)響應(yīng)： 在沒有電池連接到輸出端時,負(fù)載由10％變化到100％,或由滿載變化的10％,恢復(fù)時間應(yīng)當(dāng)在2mS之內(nèi).最大輸出電壓偏擺應(yīng)當(dāng)小于1V. 靜態(tài)漏電流：當(dāng)模塊關(guān)斷時,最大反向泄漏電流小于5mA. 溫度系數(shù)：模塊在整個工作溫度范圍內(nèi)≤±0.015％. 溫升漂移：在起初30秒內(nèi),±0.1％ 輸出噪音：輸出噪音滿足通信電源標(biāo)準(zhǔn),衡重雜音＜2mV. 1.3 保護(hù) 輸入：輸入端保護(hù)保險絲定額為13A. 輸出過壓：按表1.1設(shè)置過壓跳閘電壓,輸出電壓超過這個電平時,將使模塊鎖定在跳閘狀態(tài).通過斷開交流輸入電源使模塊復(fù)位. 輸出過流：過流特性按表1.1的給定值示于圖1.過流時,恒流到60％電壓,然后電流電壓轉(zhuǎn)折下降.(最后將殘留與短路相同的狀態(tài)) 輸出反接：在輸入反接時,在外電路設(shè)置了一個保險絲燒斷(＜32A/ 55V) 過熱：內(nèi)部檢測器禁止模塊在過熱下工作，一旦溫度減少到正常值以下,自動復(fù)位. 1.4 顯示和指示功能 輸入監(jiān)視：輸入電網(wǎng)正常顯示. 輸出監(jiān)視：輸出電壓正常顯示.(過壓情況關(guān)斷). 限流指示：限流工作狀態(tài)顯示. 負(fù)載指示： 負(fù)載大于低限電流顯示. 繼電器：輸入和輸出和輸入正常同時正常顯示。 輸出電流監(jiān)視：負(fù)載從10％到100％,指示精度為±5％. 遙控降低：提供遙控調(diào)節(jié)窗口. 1.5 系統(tǒng)功能 電壓微調(diào)：為適應(yīng)電池溫度特性,可對模塊的輸出電壓采取溫度補償. 負(fù)載降落：為適應(yīng)并聯(lián)均流要求，應(yīng)能夠調(diào)節(jié)外特性。典型電壓降落0.5％,使得負(fù)載從零到增加100％,輸出電壓下降250mV. 遙控關(guān)機：可實現(xiàn)遙控關(guān)機。 1.6 電氣絕緣 下列試驗對完成的產(chǎn)品100％試驗。 1.在L(網(wǎng))和N(中線)之間及其它端子試驗直流電壓為6kV. 2.在所有輸出端和L,N及地之間試驗直流2.5kV.這檢查輸出和地之間的絕緣. 3.下列各點分別到所有其它端子試驗直流100V： 電壓降低(11和12腳) 繼電器接點(14,15和16腳) 狀態(tài)選擇-輸入,輸出和電流限制(3,4,5和6腳) 4.地連續(xù)性-以25A,1 分鐘檢查,確認(rèn)安全接地的阻抗小于0.1Ω. 1.7 電磁兼容 符合郵電部通信電源標(biāo)準(zhǔn). 2 機械規(guī)范 尺寸：略 重量： 略 安裝方向： 模塊設(shè)計安裝方向是面板垂直放置,使空氣垂直通過模塊. 通風(fēng)和冷卻： 模塊的頂部和底部都有通風(fēng)槽,使空氣流通過模塊,經(jīng)過散熱器.因此在系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)沒有阻礙地對流冷卻模塊,并應(yīng)強迫冷卻裝置使冷卻空氣經(jīng)過模塊自由流通. 3 環(huán)境條件 環(huán)境溫度： 在0～55℃溫度范圍內(nèi)滿功率工作.在模塊下50mm處模塊的入口測量溫度. 存儲溫度：－40～+85℃ 濕度：5％～80％,不結(jié)冰. 高度： -60m～2000m工作;-60m～10000m不工作. 4 可靠性 MTBF大于100000小時. 這些要求包括：輸入電源，輸入電壓的類型－交流還是直流。交流電源的頻率和電壓變化范圍，整流濾波方式，是否有功率因數(shù)要求？如果是直流電源，是直流發(fā)電機，還是蓄電池、抑或其它直流變換器？是電流源還是電壓源？它們的變化范圍和紋波大小。輸出電壓（電流）大小和調(diào)節(jié)范圍，穩(wěn)壓（或穩(wěn)流）精度，輸出有幾路？輸出電流（或輸出功率），輸出紋波電壓要求，是否需要限流？瞬態(tài)響應(yīng)要求。負(fù)載特性：蓄電池，還是熒光燈，還是電機？這些電氣性能之外，是軍用還是民用？EMC要求，環(huán)境溫度。體積與重量要求。是否需要遙控，遙測或遙調(diào)？是否需要提供自檢測，如此等等。設(shè)計出的電源必須滿足這些要求。1.1 主電網(wǎng)電源 如果你購進(jìn)國外電氣設(shè)備，不管青紅皂白就去插上電源，弄不好就可能燒壞設(shè)備電源。因此，要安全使用國外設(shè)備，要知道國外電網(wǎng)電源的種類和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果你設(shè)計的產(chǎn)品是提供出口，也必須了解該地區(qū)的電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。 首先世界上主電網(wǎng)的交流電源頻率在美國是60Hz，而在中國和歐洲是50Hz。實際上，頻率也有一定的變化范圍，電網(wǎng)負(fù)荷重的時候，50Hz可能降低到 47Hz；如果負(fù)載很輕時，60Hz可能上升到63Hz。這是因為帶動發(fā)電機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不可能是沒有調(diào)節(jié)公差的恒速運行。50Hz供電的直流電源必須使用比60Hz供電更大的濾波元件，供電變壓器鐵芯更大或線圈匝數(shù)更多。 其次電源電壓在不同地區(qū)也不同：在中國，家用電器和小功率電氣設(shè)備由單相交流220V供電，工業(yè)用電是三相380V。在美國民用電源為110V（有時是 120V），而家用電器，如洗衣機電源是208V，而工業(yè)用電是480V，但是照明卻是277V，當(dāng)然也有用120V的；在歐洲為230V，而在澳大利亞卻是240V，如此等等。 以上的電網(wǎng)電壓僅僅是其額定值，每一種電網(wǎng)都有允許偏差。例如電網(wǎng)隨負(fù)荷變化時產(chǎn)生較大波動。在上世紀(jì)末我國電網(wǎng)改造前，電網(wǎng)電壓波動范圍高達(dá)30%以上。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量電廠建立，供電量充足，同時經(jīng)過電網(wǎng)改造，合理輸配電，目前在我國大多數(shù)地區(qū)供電質(zhì)量明顯提高，一般變化在10%以內(nèi)，即在 198V～242V之間。但在鐵道系統(tǒng)和某些邊遠(yuǎn)山區(qū)變化范圍仍可能達(dá)到30%。因此，你設(shè)計的開關(guān)電源，必須迎合使用地區(qū)的供電情況，即使遇到意外情況，也能夠安全運行而不發(fā)生故障。有時電網(wǎng)也可能丟失幾個周波，要求有些電源能夠不間斷（保持時間）地工作，這就要求較大的輸出電容或并聯(lián)電池滿足這一要求。 電網(wǎng)還存在過壓情況。雷擊和閃電在2Ω阻抗上,引起線與線電壓和共模干擾可高達(dá)6000V電壓。閃電有兩種類型，一種是短脈沖，上升時間1.2μs，衰減時間50μs，另一種很高能量，衰減時間1ms。電網(wǎng)還有瞬態(tài)電壓，峰值達(dá)750V，持續(xù)半個電網(wǎng)周期，這主要是大的負(fù)載的接入或斷開，或高壓線跌落引起電網(wǎng)的瞬變。 實際上工業(yè)電網(wǎng)面臨的問題遠(yuǎn)不止這些，交流電網(wǎng)是一個骯臟的環(huán)境。你所設(shè)計的電源應(yīng)當(dāng)能夠在這個環(huán)境中工作，同時還要滿足國際和各地區(qū)安全標(biāo)準(zhǔn)要求。1.2 電池 在通信，電站，交通要求不間斷供電的地方，電池作為不可缺少的儲能后備能源。大量移動通訊站和手機，以及電動汽車，助力電瓶車都依靠電池提供能量。風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電存儲峰值能量作為后備能源。但是電池涉及到電化學(xué)和冶金學(xué)知識，已超出一般電氣工程師的知識范疇。這里介紹一些使用電池基礎(chǔ)知識，使你知道設(shè)計充電電源和使用電池供電時應(yīng)注意的一些問題。 利用電化學(xué)可逆原理做成的最基本的單元電池叫單體電池。典型的單體電池是由兩個金屬極板和構(gòu)成它們之間導(dǎo)電通路工作介質(zhì)組成，這種通路材料可能是液體或固體，與特定化學(xué)機理有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于是否能夠更有效進(jìn)行電－化學(xué)反應(yīng)（可再充電，即二次電池，也稱為蓄電池。不能再充電叫一次電池）。根據(jù)不同通路材料的安排，一個金屬極板為電池的陽極－正極，另一個則為陰極－負(fù)極。如將兩個金屬極板（陰極和陽極）接到電源上，電的作用改變了工作介質(zhì)的化學(xué)狀態(tài)，這就是儲能。如將已儲能的電池極板接到負(fù)載，材料化學(xué)作用放出電荷返回到原始狀態(tài)，釋放出電能。 單體電池一般很低，例如鉛酸蓄電池單體電池額定電壓為2V。因此較高電壓的電池一般由許多單體電池串聯(lián)組成。應(yīng)當(dāng)注意：不要自己將電池連接成你需要的電壓和容量，電池不能直接并聯(lián)！你只能按制造廠系列產(chǎn)品選擇你需要的電池容量和電壓。如果在每個電池端串聯(lián)一個二極管就可以并聯(lián)。 在電池工作范圍內(nèi)，電池看起來像一個理想電壓源，但實際電源并非如此。首先，當(dāng)充電時，端電壓會升高；放電時，端電壓會降低。這就說明蓄電池存在內(nèi)電阻，圖1.1是標(biāo)稱電流壓12V的NiH電池的伏安特性，隨著輸出電流的增加，輸出電壓下降（類似正弦雙曲線）。標(biāo)稱電壓為12V，電池放出電流為負(fù)，充電電流為正。電池放出小電流時，電池端有一個類似電阻的壓降，電流加倍壓降也幾乎加倍；在大電流時，電壓降增加減慢；在端電壓下降到零以前，電流可以達(dá)到非常大的數(shù)值，但絕對不能將電池短路，如果將NiH電池輸出短路將引起電池爆炸！其次，電池不是與頻率無關(guān)的電壓源，在充電和放電時，產(chǎn)生電化學(xué)作用需要一定的時間，等效為電容與內(nèi)阻并聯(lián)。此外，在典型開關(guān)頻率20kHz或更高時，電池有很大內(nèi)阻抗。這是因為電池端子間，內(nèi)部極板間存在小電感；例如，一個 NiH（鎳－氫）電池可能具有200nH的感抗，五個這樣的電池串聯(lián)（獲得6V電壓）有大約1μH電感。如果開關(guān)頻率為200kHz，阻抗大約1Ω。所以這時電池不是理想電壓源，不可能吸收你的變換器產(chǎn)生的開關(guān)紋波，為此，通常在電池的兩端并聯(lián)一個電容，減少內(nèi)電感的影響。 電池輸出電流和輸出電壓的關(guān)系還與溫度以及電池剩余電荷量有關(guān)。如果放電電流太大，會損傷電池。幾乎所有電池，如果在遠(yuǎn)低于它的工作溫度下放電，也會損壞電池。例如密封鉛酸電池在低于－10℃不能工作,這就是為什么在很冷的天氣發(fā)動不了你的汽車。 制造廠標(biāo)定電池的容量一般以電池具有的電荷量－安時（電流×?xí)r間＝電荷AH）來表示。這使得電源設(shè)計者感到為難，你不能夠簡單得到電池輸出參數(shù)與多大能量的關(guān)系，因為它不等于電池容量乘以輸出電壓；何況輸出電壓又與輸出電流有關(guān)。這些參數(shù)關(guān)系由制造廠以曲線形式提供的，而曲線似乎不能直接找到你設(shè)計需要的工作點，需要從這些曲線來回參照得到你需要的數(shù)據(jù)。你自己測試電池是不切實際的，因為每個制造廠制造的電池總有些小的差別，所以你不能假定每個電池具有相同的化學(xué)特性和安時定額，以及它們在同一場合具有相同的運行時間。 另一個現(xiàn)象是自放電。如果你充好電的電池放置在那里，不接任何負(fù)載，它自己會逐漸失去存儲的能量。失去能量所需要的時間與化學(xué)工作介質(zhì)有關(guān)：如NiH電池 24小時；密封鉛酸蓄電池在溫度25℃下約16月容量損失50%，溫度升高10℃,時間縮短一半。而某些鋰電池可達(dá)幾年不等。所以放置不用的鉛酸電池一般每3個月得進(jìn)行充放電維護(hù)一次。 電池不可能無限期充放電使用，電池也有壽命。在一定時間范圍內(nèi)，電池經(jīng)過多次充電/放電周期以后，不再能存儲額定容量，這個時間就是電池壽命的終止。它取決于電池如何工作，它經(jīng)歷了多少個充電/放電周期，放電的深度如何等等。例如，鉛酸密封電池放電深度50%額定容量，充放電可達(dá)500～600次；放電深度100%，壽命僅200～300充放電周期。即使電池用于備份，所謂浮充狀態(tài)（總是保持充滿狀態(tài)），在5～10年內(nèi)也需要更換。 電池是一個不愉快的能源，它也是一個不舒服的負(fù)載。當(dāng)你對電池補充充電－均衡充電時，你不能用一個電壓源對其充電，因為電池充電電流與電壓成指數(shù)關(guān)系，會造成充電電流熱失控，將導(dǎo)致電池?fù)p壞。因此所有類型電池充電必須采取限流措施。如果電池充滿，即達(dá)到額定電壓時，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換到浮充電狀態(tài)，補充自放電失去的能量，以保證電池保持滿容量狀態(tài)。 手冊中指定充電電流（放電電流也一樣）稱為“C”。1C定額是假定電池充電1小時達(dá)到電池的額定容量值：例如以1C（20A）對20AH電池充電一小時的電池容量為1×20A=20AH。鉛酸電池通常均衡充電電流小于0.3C。均衡充電一般首先以0.15C恒流充電一定時間，當(dāng)達(dá)到容量的90%后，再轉(zhuǎn)換到恒壓充電，進(jìn)入浮充狀態(tài)。浮充電壓通常由生產(chǎn)廠家設(shè)置。環(huán)境溫度25℃時，一般按單體電池電壓2.23V～2.35V（大部分用 2.23V～2.25V）之間設(shè)置浮充電壓。環(huán)境溫度每升高1℃,浮充電壓下降0.005V。充滿電時單體電池端電壓在2.23V左右。過充電和充電電流過大都會損傷電池，使電池壽命大大縮短。電池充足后，維持自放電浮充電流，一般在0.05C以下。鉛酸電池還不能過放電，一般認(rèn)為單體電池端電壓達(dá)到 1.75V應(yīng)當(dāng)終止放電。所以，要正確使用電池應(yīng)當(dāng)對電池的充、放電電壓、電流和容量（電流和時間積分）進(jìn)行檢測和控制，才能保證電池的長壽命。 各種不同化學(xué)機理的電池－鉛酸電池，鋰電池，鎳鎘電池，鋅－空氣和鎳氫（NiH）電池，無論那種，都具有自身的特性。所以你得花費一定時間去研究它們。最好的辦法是去找愿意和你緊密合作的制造商，并認(rèn)真地聽取他們忠告。 。