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德国阳光蓄电池单体电压的测量
时间:2019/12/18

在《通信电源与空调集中监控系统的技术要求》中规定德国阳光蓄电池检测装置必须测量每只蓄电池的单体电压。由于蓄电池串联起来为通信设备供电,每只蓄电池对地的电位都不相同,其最高的共模电压可达60V,对于一般的多路模拟开关、A/D转换器来说,难以承受。因此,要对其进行测试,首先必须对浮地信号做共地处理或采取隔离措施。
传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大电解电容器做隔离处理,其基本原理
控制与驱动电路。

传统的单体电压测试方法其基本的测试原理是:首先将继电器闭合到A区,对电解电容充电;等到需要测该蓄电池的电压时,把继电器闭合到B侧,将电解电容和蓄电池隔离开来,由于电解电容保持有该蓄电池的电压信号,因此,测试部分只需测电解电容上的电压,即可得到相应的蓄电池电压。这种方法无需采用线性光隔离等比较昂贵的器件,具有原理简单、造价低的优点。但是由于继电器存在着机械动作慢,使用寿命短等缺点。实践证明,根据这一原理实现的检测装置在速度、使用寿命、工作的可靠性方面都难以令人满意。
针对以上不足,本文提出种硬件 直接相减的方法实现蓄电池单体电压的检测。硬件直接相减法的思想来源于数学上减法的概念。试想,如果用高差模增益的运算放大器将蓄电池上的高电位按比例压缩,:首先将n号蓄电池的高端电位按照R.VR.2的比例压缩至模拟电子开关可以承受的程度,测量得到压缩后的电压值,然后由软件将压缩系数乘回去,即可得到n号蓄电池的高端电位,同理可得到第n号蓄电池的低端电位,然后通过软件将两者相碱,即可得到第n号蓄电池的单体电压。从理论上分析这种方法是可行的,但在实际中却难以实现。比如,40V的电位,通过测试精度为0. 1%的测试系统,其绝对误差为士40mv,而38V的电位,通过同样测试精度的系统,其绝对误差为士38mv,两者之间的绝对误差累积为士78mw,显然,其相对误差达到8%,这样,达不到通信电源监控系统的要求。因此,这种减法器的方法在工程上是不可能实现的,但其思想却十分具有参考价值。如果能够解决误差的累积问题,就有可能得到满意精度的测量结果。为此我们用两片高差模增益放大器设计了一种硬件直接相减的电路,其原理电路ICL7650是差模增益高达10/mV的运算放大器,从而能够保证运算放大器的同相输人端和反相输人端的电位相等,都等于地电位。R中为保证运算放大器工作的平衡电阻。Umn号蓄电池

 
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