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UPS不間斷電源工作原理 不間斷電源UPS的工作過程詳解
一、引言
保證任何情況下的正常供電，是冶金行業的重要基礎。為此,除工業電網正常供電外，還需配備UPS供電系統。UPS電源是保障供電穩定和連續性的重要設備，因其主要機智能化程度高，儲能器材采用免維護蓄電池，使得在運行中往往忽略了對該系統的維護與檢修。其實維護的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據我們使用中的具體情況和維護經驗介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護要求。
雖說各企業配置的UPS供電系統設備型號及系統容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩壓、穩頻、凈化的特點。
當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，萊鋼中小型棒材生產線選用了中功率系統。
二、UPS電源系統
UPS電源系統由4部分組成：整流、儲能、變換和開關控制。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。
如圖1所示，在電網電壓工作正常時，給負載供電如所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池工給負載所需電源，維持正常的生產（如粗黑→所示）；當由于生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電（如虛線所示）。
UPS電源系統主要分兩大部分，主機和儲能電池。額定輸出功率的大小取決于主機部分，并與負載屬那種性質有關，因為UPS電源對不同性能的負載驅動能力不同，通常負載功率應滿足UPS電源70％的額定功率。儲能電池容量的選取當負載功率確定后主要取決其后備時間的長短，這個時間因各企業情況不同而不同，主要由備用電源的接入時間來定，通常在幾分鐘或幾個小時不等。萊鋼中小型棒材生產線因生產需要不允許斷電，因此，UPS電源系統在檢測到電網電壓中斷后，可自行啟動供電，且隨著儲能電池慢慢放電，儲能電池的容量隨著時間會逐漸降低，考慮到壽命終止時儲能電池容量下降到50％并留有一定的余量，我廠UPS電源系統的工作時間當儲能電池滿容量時為2小時，半容量為1小時。
2.1電源工作原理
2.1.1 AC-DC變換：將電網來的交流電經自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變為直流電壓，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路，可避免開機時對電網的沖擊。
2.2 .2 DC-AC逆變電路：采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富余量，在輸出動態范圍內輸出阻抗特別小，具有快速響應特性。由于采用高頻調制限流技術，及快速短路保護技術，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路，均可安全可靠地工作。
2.3.3 控制驅動：控制驅動是完成整機功能控制的核心，它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號外，還完成SPWM正弦脈寬調制的控制，由于采用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性。不間斷電源工作原理框圖如圖2所示。
2.3電源工作過程
當市電正常380Vac時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩定的220Vac交流電壓，同時市電對電流充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關向直流回路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態，并在負載正常時自動返回。當發生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態，此時前面空氣開關也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運行，電源在開機前，首先計算負載容量。FR-UK型不間斷電源（標稱額定功率）80%的阻性負載設計負載能力，一般帶計算機負載時可承受的按下式估算：
∑i=1 n Pi≤P
其中P為不間斷電源輸出容量（VA），P為第i個負載伏安數
每套PLC功率： 220V*0.5=110VA
每臺操作站功率： 220V*2A=440VA
IBM PC客戶機及服務器：220V*1.5A=330VA
則總功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6?90VA
6?90VA/0.8=8112VA
因此，在這條棒材生產線上，采用10KVA的不間斷電源比較合適。
環保部日前宣布，將2014年世界環境日中國主題為“同呼吸 共奮斗”，旨在推進以防治PM2.5為重點的大氣污染防治工作；倡導全社會群策群力，共同行動，積極參與到防治大氣污染的行動中來。
從環保部發布的一季度空氣質量狀況顯示，今年1-3月份，中國74個城市總體達標天數比例為44.4%，首要污染物為PM2.5、PM10，其中PM2.5平均超標率為49.1%，PM10平均超標率為33.6%。環保部門表示，除了天氣原因以外，此次重污染根本原因還是污染物排放大，其中，日常發電、工業生產以及汽車尾氣等帶來的污染物，是造成城市空氣污染的主要原因。在我國大力發展信息化建設的今天，數據中心成為城市能耗“大戶”，在全球IT總能耗中，數據中心就占到了40%。隨著產業的快速發展，數據中心的節能減排不僅關乎經濟效益，更關乎社會效益。
如何衡量數據中心能耗
能源使用效能值（PUE）是國際公認的衡量數據中心節能減排的一個重要指標。據最新的報道，國外最先進的數據中心的PUE值可以達到1.06，而我們國家IDC的PUE平均值則在2.5以上，這意味著IT設備每耗一度電，就有多達1.5度電被數據中心的基礎設施所消耗，這一現象在中小規模數據中心中更為嚴重，通常其PUE的測量值普遍在3左右。這表明有大量的電能被消耗在供電系統、制冷系統等基礎設施上，而用于IT設備中的電能僅為總耗電的33%。
對于影響數據中心PUE值的供電、制冷兩大基礎設施而言，供電系統的能效是問題的根本，因為供電系統的低效加劇了制冷系統的負擔，雙倍地導致了PUE指標的攀升。而數據中心所有營運負載幾乎都是通過UPS電源來供電的，因此如何進一步挖掘UPS系統的工作效率，將是快速改善數據中心供電系統乃至整個數據中心PUE指標的核心途徑。
改變UPS工作模式實現節能降耗
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電腦電源組成
濾波器
（EMI電路部分）。Electromagnetic Interference電磁干擾
一個電源通常包含不止一個電磁濾波器，第一個位于市電接入電源的位置，我們可以在一個電源的220V市電接口背后發現它。其電路主要作用是濾除外界的突發脈沖和高頻干擾，另一方面也會減少開關電源本身對外界的電磁干擾。它的結構雖然簡單，大都由X電容、Y電容和變壓器型電感組成，但卻是電源中的重要設備，如果在這上面偷工減料的話，電源的屏蔽性能將大打折扣。如果我們拿優質名牌電源和普通雜牌電源比較的話，你會發現大部分雜牌電源都缺少EMI電路，電源直接從市電引入PCB。而這一點也就成為區分電源質量優秀與否的核心之一了。
此外，很多品牌優質電源為保證輸入到整流電路中的電流的純凈，還都設計了第二道濾波電路。此濾波電路同樣也是由X電容、Y電容和變壓器型電感組成，位置位于PCB上，靠近第一道EMI電路附近。
保護器
--壓敏電阻：
壓敏電阻是每個電源必不可少的元件，散布在PCB上，其作用是對電源提供保護。它的原理基本和我們家里的保險絲類似，使用自我熔斷方式切斷電流。
濾波電路
稍微學過一點電子電路的人都知道：交流轉（脈沖）直流必須經過一個整流濾波電路。最常見的就是由四個二極管和兩個濾波電容組成的橋式濾波電路。計算機電源通常都采用這種方式整流。根據封裝模式不同，計算機電源中常見的整流濾波電路常見的有兩種：一種是獨立四個二極管組成，另外一種將四個二極管封裝在一起，稱為“全橋”。無論全橋還是獨立二極管，所能承受的最低耐壓和最大電流都是有限制的：耐壓應不低于700V，最大電流應不小于1A。
變壓器
變壓器我們最熟悉了，對，就是小時候我們拆的那種用漆包線纏繞起來的大鐵疙瘩。高中物理中也已經學習過它的原理。在電源中，變壓器當然是將高壓轉換為低壓，供PC使用。高中物理學告訴我們：根據電磁學原理，變壓器的轉換比率主要由其線圈的匝數決定，因此個頭越大的開關型變壓器往往可以傳遞更多的能量，也是分辨優質或低劣電源的觀察點之一，一定程度上，變壓器的個頭直接影響電源的真正輸出功率和品質。
開關三極管是電源的中心樞紐，它主要負責將轉換后的高壓直流輸送到開關變壓器上進行降壓，其耐壓程度不得小于800V，輸出電流通常不能小于5A。開關三極管屬于核心易損部件，又是電源的核心部分，所以開關三極管的質量和電源本身的品質也是息息相關的。
保護電路
電源內部的保護電路監視著電源的一舉一動，是電源的大腦。它負責啟動電源并進行電壓/電流的監控和調整，同時在出現短路、斷路、過壓、過流、欠壓、欠流等情況的時候進行自動保護。劣質電源通常會簡化這部分電路甚至根本不設置保護電路，而這一切都會給PC系統帶來諸多隱患。
根據保護電路的位置和監控的類型不同，電源內部的保護電路又分為輸入端過壓保護、輸入端過流保護、輸出端過壓保護和輸出端過流保護四個類型，這也是大部分優質品牌電源宣傳的“四重保護電路”的由來。顧名思義，過壓/過流保護電路也就是監視的輸入/輸出電壓/電流出現異常時自動生效，從而達到保護作用。
此外優質電源通常還設置有輸出端短路保護。這是個非常實用的功能。
電路部分
在國家強制實施的3C認證中，要求電源內部必須增加一個功率因素校正電路，以減少開關電源對外部電網的干擾，這就是現在電源內部的PFC電路。所以最新通過國家CCC認證的電源內部都會出現一個新的部件，PFC電路。通過本次對數十款電源的拆卸，可以發現常見PFC電路其實就是一個無源電感，其成本大約在5-6元人民幣左右，個頭比開關變壓器還要大，樣子很像開關變壓器，同樣用黃色膠帶封裝。還有一些追求空間的緊湊型產品或者追求性能表現的電源產品會使用成本在20-30元的有源PFC元器件，個頭小但是功率因數可以接近于一，效果十分優秀。
散熱部分
電腦電源的轉換效率通常在70-80%之間，這就意味著20-30%的 能量將轉化為熱量。這些熱量積聚在電源中不能及時散發，會使電源局部溫度過高，從而對電源造成不必要的傷害。因此任何電源內部都包含有散熱裝置，由此得來的風扇排 風量和噪音指數也是電源的兩個重要指標。電源散熱主要通過散熱片和功率管配合進行，我們從縫隙中望進去，都能看到電源內部有巨大的散熱片，上面的大功率管 的性能和極限參數直接影響到電源的安全承載功率和產品成本，也與電源的余量大小密切相關。所以說觀察散熱片和上面的功率管也是判斷一個電源好與壞的方法。
怎么看臺式機電源功率 臺式機電源功率基本常識介紹
我們常常提到電源的功率，一般指的是電源的額定輸出功率。在電源的銘牌上，標注的功率也是額定功率。
額定功率
是電源廠家按照INTEL公司制定的尺度標定的功率。額定功率可以表征電源工作的均勻輸出。
輸出功率
指環境溫度為常溫（室溫25度左右，電源內部溫度50度左右），電壓范圍200V~264V時，電源長時間不亂輸出的功率。電源實際工作時，輸出功率并不一定等同于額定功率。按照INTEL公司的尺度，輸出功率往往是額定功率的1.3到1.6倍。
峰值功率
指電源短時間內能達到的最大功率，通常僅能維持30秒左右的時間。
電源的實際輸出功率，和環境的溫度有很大的關系。電源內部溫渡過低或過高都會影響輸出。在環境溫度低于-5度或高于50度時，電源的輸出功率將降低，通常只能達到常溫的50~60%。
所謂的峰值功率是沒有任何實際意義的，由于電源一般不能在峰值輸出時不亂工作。
電源都是按高于標注的額定功率50W以上的尺度設計制造的，而標注的功率都采用守舊的額定功率，而常溫下的最大功率，往往高于額定功率30%到60%以上；峰值功率往往高于額定功率100W-150W，250W的電源峰值功率可以達到380W。
怎么看臺式機電源功率
一般看電源功率我們均說的是額定功率，所以大家在選購電源的時候一定要注意看額定功率，而不是最大功率。很多知名度不高的山寨品牌電源，均喜歡在電源標簽中標一個很高的功率值，但這僅僅是最大功率，并非額定功率，要知道最大功率是電源的極限，電源在極限條件下運行壽命是不會長久的。因此筆者建議大家盡量選用品牌電源，一般品牌電源會明確標明額定功率，以下我們所說的電源功率也均指的是額定功率。
根據配置檔次不同，我們可以選用不同額定功率的電源，現在市面上可以看到的電源額定功率普遍在200W以上，下面我們通過實際配置來欄不同檔次配置到底該選用多大功率的電源：
一：入門電腦配置電源功率多少合適？
首先我們來看看比較有代表性的Intel經典入門配置：G630處理器+H61主板+HD6750顯卡+1TB硬盤+4GB內存，整體功耗約為170W，對于一套經典的入門獨顯配置，所有DIY配件加起來額定功率僅170W，加上鼠標、鍵盤撐死也不會超過180W，再加上大約50W上線預留，對于入門獨顯配置，其實功率250W就足夠了。
從實際測試數據結果可以看出，其實入門配置的功率確實很低，即便在獨顯平臺下，功率也不足200W，如果還不搭配獨顯的話，功率還可以降低幾十瓦，因此在一些SNB或者APU入門配置中其實額定功率200W就已經完全夠了，因此對于入門配置（含獨顯）其實200W-300W左右足夠。
二：中端主流電腦配置電源功率多少合適？
下面我們再以經典的Intel中端主流電腦配置：H61主板+i3 2120處理器+GTX460顯卡+1TB硬盤+4GB內存配置為例，介紹下其額定功率約為多少。
在目前主流裝機中最受歡迎的H61主板+i3 2120處理器+GTX460顯卡+1TB硬盤+4GB內存的電腦，其額定功率也不過僅為240W左右，加上50W預留上線，其實理想額定功率在300W左右即可滿足要求，另外我們再通過測試AMD平臺主流配置，如：速龍II 640四核+880G主板+HD6770顯卡+1TB硬盤+4GB內存其額定功率也約在245W左右，最佳300W左右即可滿足需求。
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鴻貝蓄電池常用的充電方法
1）恒定電流充電法
在充電過程中充電電流始終保持不變，叫做恒定電流充電法，簡稱恒流充電法或等流充電法。在充電過程中由于蓄電池電壓逐漸升高，充電電流逐漸下降，為保持充電電流不致因蓄電池端電壓升高而減小，充電過程必須逐漸升高電源電壓，以維持充電電流始終不變，這對于充電設備的自動化程度要求較高，一般簡陋的充電設備是不能滿足恒流充電要求的。恒流充電法，在蓄電池最大答應的充電電流情況下，充電電流越大，充電時間就可以縮短。若從時間上考慮，采用此法有利的。但在充電后期若充電電流仍不變，這時由于大部分電流用于電解水上，電解液出氣泡過多而顯沸騰狀，這不僅消耗電能，而且輕易使極板上活性物質大量脫落，溫升過高，造成極板彎曲，容量迅速下降而提前報廢。所以，這種充電方法很少采用。
2）恒定電壓充電法
在充電過程中，充電電壓始終保持不變，叫做恒定電壓充電法，簡稱恒壓充電法或等壓充電法。由于恒壓充電開始至后期，電源電壓始終保持一定，所以在充電開始時充電電流相當大，大大超過正常充電電流值。但隨著充電的進行，蓄電池端電壓逐漸升高，充電電流逐漸減小。當蓄電池端電壓和充電電壓相等時，充電電流減至最小甚至為零。由此可見，采用恒壓充電法的優點在于，可以避免充電后期充電電流過大而造成極板活性物質脫落和電能的損失。但其缺點是，在剛開始充電時，充電電流過大，電極活性物質體積變化收縮太快，影響活性物質的機械強度，致使其脫落。而在充電后期充電電流又過小，使極板深處的活性物質得不到充電反應，形成長期充電不足，影響蓄電池的使用壽命。所以這種充電方法一般只適用于無配電設備或充電設備較簡陋的特殊場合，如汽車上蓄電池的充電，1號至5號干電池式的小蓄電池的充電均采用等壓充電法。采用等壓充電法給蓄電池充電時，所需電源電壓：酸性蓄電池每個單體電池為2.4～2.8V左右，堿性蓄電池每個單體電池為1.6～2.0V左右。
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3）有固定電阻的恒定電壓充電
為補救恒定電壓充電的缺點而采用的一種方法。即在充電電源與電池之間串聯一電阻，這樣充電初期的電流可以調整。但有時最大充電電流受到限制，因此隨充電過程的進行，蓄電池電壓逐漸上升，電流卻幾乎成為直線衰減。有時使用兩個電阻值，約在2.4V時，從低電阻轉換到高電阻，以減少出氣。
4）階段等流充電法
綜合恒流和恒壓充電法的特點，蓄電池在充電初期用較大的電流，經過一段時間改用較小的電流，至充電后期改用更小的電流，即不同階段內以不同的電流進行恒流充電的方法，叫做階段恒流充電法。階段恒流充電法，一般可分為兩個階段進行，也可分為多個階段進行。
階段等流充電法所需充電時間短，充電效果也好。由于充電后期改用較小電流充電，這樣減少了氣泡對極板活性物質的沖洗，減少了活性物質的脫落。這種充電法能延長蓄電池使用壽命，并節省電能，充電又徹底，所以是當前常用的一種充電方法。一般蓄電池第一階段以10h率電流進行充電，第二階段以20h率電流進行充電。各階段充電時間的是非，各種蓄電池的具體要求和標準不一樣。
5）浮充電法
間歇使用的蓄電池或僅在交流電停電時才使用的蓄電池，其充電方式為浮充電式。一些特殊場合使用的固定型蓄電池一般均采用浮充電方法對蓄電池進行充電。浮充電法的優點主要在于能減少蓄電池的析氣率，并可防止過充電，同時由于蓄電池同直流電源并聯供電，用電設備大電流用電時，蓄電池瞬時輸出大電流，這有助于鎮靜電源系統的電壓，使用電設備用電正常。浮充電法的缺點是個別蓄電池充電不均衡和充不足電，所以需要進行定期的均衡充電。
2、蓄電池的快速充電方法
1）定電流定周期快速充電法
這種方法的特點是，以電流幅度恒定和周期恒定的脈沖充電電流對蓄電池充電，兩個充電脈沖之間有一放電脈沖進行往極化，以進步蓄電池的充電接受能力。在充電過程中，充電電流及其脈寬不受蓄電池充電狀態的影響。因此，它是一種開環式脈沖充電。這種充電方法易使蓄電池布滿容量，但假如不增加防止過充電的保護裝置，輕易造成強烈的過充電，影響蓄電池的使用壽命。在這種充電方法中，固然整個充電過程均加有往極化措施，但是這種固定的往極化措施，難于適合充電全過程的要求。
2）定電流定出氣率脈沖充電放電往極化快速充電法
這種充電方法的特點是：在整個充電過程中，充電電流脈沖的幅值和蓄電池的出氣率始終保持不變。充電過程初期，充電電流略低于蓄電池的初始接受電流。在充電過程中，由于蓄電池可接受的電流逐漸減小，所以經過一段時間后，充電電流將超過蓄電池的可接受電流，因而蓄電池內將產生較多的氣體，出氣率明顯增加。此時，氣體檢測元件能夠及時發出控制信號，迫使蓄電池停止充電，進行短時放電。這樣蓄電池內部的極化作用很快消失，因而出氣率可以始終保持在較低的預定值內。目前，國外有這樣的方案。國內因缺少氣體敏感元件， 對這種方法很少研究。
3）定電流定電壓脈沖充電放電往極化快速充電法
這種充電方法的特點是，以恒定大電流充電，待充到一定電壓（相當于蓄電池出氣點的電壓）時，停止充電并進行大電流（或小電流）放電往極化，然后再以恒定大電流充電，依此，充放電過程交替地進行。放電脈沖的頻率隨充人電量的增加而增加，充電脈沖的寬度隨充人電量的增加而減少。當充電量和放電量基本相等時，表示蓄電池已布滿電，立即結束充電。
根據這種方法，國內外都有多種方案來實現蓄電池快速充電。這種方法，充電初期無往極化措施。在加有往極化措施后充電脈沖寬度不斷減小，使得充電電流均勻值下降較快，延長了充電時間。
4）定電流提升電壓脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法是定電流定電壓脈沖充電放電往極化快速充電方法的改進。它是以恒定電流（如IC）充電，當蓄電池電壓達到充電出氣點電壓后（單格電池電壓2.35～2.5V）時，停止充電并進行放電（如放電電流2～3C，脈沖寬度為1ms），然后再充電……。從加有放電往極化脈沖以后，用積分器件門路形跟蹤調高充電控制電壓（提升出氣點電壓），以加快充電速度和進步布滿程度。其它和定電流定電壓法相同。
5）定電壓定頻率脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點是，充電脈沖的電壓幅值保持恒定，隨著充電過程的進行，蓄電池電動勢逐漸上升，充電電流幅值逐漸減小，充電脈沖電流的頻率恒定，在兩個充電脈沖之間加有放電往極化脈沖。
6）端電壓和充放電頻率選擇脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點是，根據蓄電池充電過程中的極化情況選擇充放電脈沖的頻率，并在充電后期將蓄電池端電壓限定在預選的數值，使出氣率限制在一定的容許值。
7）適應全過程往極化脈沖充電放電往極化快速充電法
這種方法的特點是，在充電全過程都適時加有往極化的放電脈沖，在放電脈沖后充電電流恢復之前，均進行往極化效果檢測，達到一定往極化效果再轉回充電，否則再次進行往極化放電，直至達到往極化要求的效果才轉回充電，這樣，可使往極措施適應全過程。這種方案能有效地將氣體析出量抑制在很小的數值內。
3 蓄電池理想充電方法的探討
自從1859年出現蓄電池以來，經過很多次的改進，蓄電池已在很多部分中得到廣泛的應用。但由于人們對蓄電池充電制度熟悉的局限性，蓄電池充電一直沿襲舊的充電制度，致使蓄電池充電時間長。所以，蓄電池使用起來不方便，不能適應飛速發展的經濟建設和國防建設的需要。
我國常規充電制度，是在缺乏對于充電規律熟悉的情況下，被迫采用的不公道的充電方法。常規充電方法的缺點就是充電時間長、效率低、出氣量大、蓄電池的利用周轉率低、充電治理制度繁雜等。這種充電制度的落后性與蓄電池應用的廣泛性是存在著一定的矛盾的。為此，在充電領域內，必須加強對充電規律的熟悉和研究，逐步探討一套既快又好的充電制度，以使蓄電池適應于各部分經濟發展的需要和國防建設的需要。
1）三階段充電法
目前的航空蓄電池充電均采用階段恒流充電法。一般酸性航空蓄電池采用恒流兩階段充電法。堿性航空蓄電池采用恒流兩階段充電法或恒流一階段充電法。但這種充電法在充電中間階段闊別了充電電流接受率曲線，所以三階段充電法更好一點。
三階段充電法是兩階段等流充電法和恒定等壓充電法相結合的方式。充電開始和結束時采用恒定電流，中間階段為恒定電壓充電。蓄電池在充電初期用較大的電流，經過一段時間改為恒定電壓充電，當電流衰減到預定值時，由第二階段轉到第三階段。采用三階段充電法的優點是：避免了恒定電壓充電法開始充電電流過大，而后期電流又過小的情況，比二階段等流充電在中間階段更接近充電電流接受率曲線。這種充電法減少了充電出氣量，充電又徹底，延長了蓄電池使用壽命。三階段充電法充電電流和充電電壓變化曲線如圖1所示。
2）定電流定電壓快速充電法
以恒定大電流充電，當充到蓄電池的出氣電壓時，停止充電并進行放電，然后進行大電流充電，充放電過程依次交替進行。放電脈沖的寬度隨充進電量增加，充電脈沖寬度隨充進電量增加而減小。當充電量和放電量基本相等時，表明蓄電池已基本布滿，立即結束充電。
地方上已有這種充電設備，其工作過程是三相交流電源經接觸器、變壓器及可控硅充電開關對蓄電池充電。待蓄電池電壓達到出氣點電壓時，經過電壓傳感器檢測并發出信號。此信號使充、放電狀態控制器轉為停止充電狀態，并發出三個控制信號。第一個控制信號是關斷充電脈沖發生器的信號。第二控制信號是開始往極化信號，它經過放電前停止充電延時電路延時（t1-t2）后，發出放電開始脈沖，打開放電開關，蓄電池開始向放電電阻放電并經過放電延時電路延時（t2- t3）后，發出放電關脈沖，結束放電。依次重復進行充放電過程，直至充電結束。第三個控制信號送給開始放電計時器，使其從第一次往極化放電開始計時，到預定的時間后結束充電，自動關機。用這種方法充電，蓄電池的充電和放電電流波形如圖2所示。上述兩種方法是蓄電池充電方法的改進方向。我國采用的快速充電方案很多，性能差異很大。各種充電方法對蓄電池的壽命影響也大不相同。這兩種方法在理論上比較適合對蓄電池充電的要求。
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1.鴻貝蓄電池是一種將化學能與電能互相轉換的裝置。
2.在充電時，電能轉換為化學能，正極上的硫酸鉛失去兩個電子后轉變成二氧化鉛，失去的電子通過外線路上的負載轉移到負極上，負極上的硫酸鉛得到兩個電子后轉變成海綿狀鉛（Pb）。
3.在放電時，化學能轉換為電能，整個過程正好相反。
4.上述過程用化學反應方程式表示即為：
對常規鉛酸蓄電池，在蓄電池充電后期，充入的電流主要消耗在電解液中水的分解，導致在蓄電池的正極產生氧氣，在負極產生氫氣。這些氣體從蓄電池中不斷逸出，會導致電解液逐漸失水，從而導致蓄電池性能下降，甚至電池干涸。因此常規蓄電池需要定期補加水。
閥控密封鉛酸蓄電池采用密封技術（或氧氣再化合技術），即在設計上抑制氫氣的析出，同時，使蓄電池充電后期產生的氧氣在內部幾乎完全再化合，無
剩余氣體排放。電池幾乎不失水，因此該電池在整個使用過程中不需補加水。
密封鉛酸蓄電池充電后期以前的過程和常規鉛酸蓄電池基本一樣。但在蓄電池充電末期或過充電過程中，蓄電池充入的電量基本用于氧氣的再化合過程，此時在電池內發生的氧氣再化合反應如下：
（1） 正極上的反應（氧氣的產生）
2H2O → O2 + 4H+ + 4e- ①
在正極產生的氧氣，穿過超細玻璃纖維（AGM）隔膜到達負極表面并在負極發生一系列反應。
（2） 負極上的反應
2Pb + O2 → 2PbO ②
2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O ③
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4 ④
負極上總的反應為
O2 + 4H+ + 4e- →2H2O ⑤
通過以上反應，在正極上產生的氧氣穿過超細玻璃纖維隔膜（AGM）傳輸到負極，完全被負極所吸收；正極上所消耗的水（電解液），在負極上的反應③中又重新生成，穿過隔膜又回到正極（如圖3-1所示），完成了H2O→O2→H20循環。負極活性物質經過一系列的反應，也完成了Pb→PbO→PbSO4→Pb的循環。使電池內多余的氣體產生和凈的物質（H2O、O2、Pb、PbO、PbSO4）生成。因此，電池不需要補加水，可以密封免維護。由于在不正常使用等特殊情況下，電池內反應平衡可能被打破，可能產生少量多余的氣體，電池裝有安全閥，當電池內氣壓超過
一定數值時，安全閥開啟，以便將多余氣體排出；當電池內氣壓低于一定氣壓時，安全閥自動關閉，以隔絕電池外部氣體進入，故該類電池又稱閥控式密封鉛酸
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