电压检测模块的设计优势
更新时间:2020-09-07
(1)基于精密电阻的分压方式。动力电池多组电池单体串联使用,总电压值远超5V,而A/D转换器的电压转换范围通常在5V以内,因此需要电阻进行分压。为保证分压后每节电池的采样值均在0~5V以内,必须采用不同阻值的精密电阻。由于分压电阻阻值不同,导致每节单体电压采样精度不一致。同时电压检测模块分压电阻将消耗一部分电量,导致单体间不均衡,实际中并不适用。 (2)基于继电器及AD芯片的巡检电压采集方式。通过控制任意电池两端的继电器,使同一时刻只有一节电池单体接入采样电路。在一次采样周期内,单片机通过控制每对继电器的开闭,将单体电压值依次通过AD转换器进行转换。该方法可根据需要扩展为对任意多节电池单体进行检测。 本文设计一种改进型的基于光耦继电器和极相切换继电器的单体电压检测模块,采用“浮地”方式巡检采集,利用光耦继电器选通电池单体,极相切换继电器实现换相控制,在换相的间隙切断采样电路,避免发生短路。检测电路分为译码器控制电池选通端、电池选通和极相切换电路,其原理图如下图所示。为方便说明,图中只涉及6节电池单体,根据实际情况可扩展为对更多的电池实施管理。 电压检测模块设计的优化之处在于利用译码器的位选端同时控制光耦继电器和极相切换继电器,首先采集奇数节电池单体电压,期间不进行换相操作,所有奇数节单体电压采集完成后断开采样回路光耦继电器,等待换相完成,然后进行偶数节单体电压的采集,避免了频繁换相引起的软件换相错误和换相延迟导致的短路和负压。
(2)基于继电器及AD芯片的巡检电压采集方式。通过控制任意电池两端的继电器,使同一时刻只有一节电池单体接入采样电路。在一次采样周期内,单片机通过控制每对继电器的开闭,将单体电压值依次通过AD转换器进行转换。该方法可根据需要扩展为对任意多节电池单体进行检测。 本文设计一种改进型的基于光耦继电器和极相切换继电器的单体电压检测模块,采用“浮地”方式巡检采集,利用光耦继电器选通电池单体,极相切换继电器实现换相控制,在换相的间隙切断采样电路,避免发生短路。检测电路分为译码器控制电池选通端、电池选通和极相切换电路,其原理图如下图所示。为方便说明,图中只涉及6节电池单体,根据实际情况可扩展为对更多的电池实施管理。 电压检测模块设计的优化之处在于利用译码器的位选端同时控制光耦继电器和极相切换继电器,首先采集奇数节电池单体电压,期间不进行换相操作,所有奇数节单体电压采集完成后断开采样回路光耦继电器,等待换相完成,然后进行偶数节单体电压的采集,避免了频繁换相引起的软件换相错误和换相延迟导致的短路和负压。
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