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通信电源监控系统中蓄电池监控模块的设计

2011-12-22   |  来源:www.yzc366.com

  1 引言

  在本地用通信电源监控系统中,蓄电池监控模块是一个相对独立的单元,拥有自己的处理器单元和数据采集单元。因此,它既能作为本地用通信电源监控系统的一部分使用,同时加以简单扩展就可以成为单独使用的蓄电池在线检测仪。本文详细先容了一套具有两级集散式系统结构的本地用通信电源集中监控系统中蓄电池监控模块的设计。

  2 蓄电池监控单元的整体实现方案

  蓄电池监控一直是国内外研究的热点和难点问题,在本系统中,蓄电池监控单元主要完成以下几方面的功能:剩余容量的在线检测、均/浮充方式转换、单体端电压测试及落后电池检出、电池体温度测试等等。其总体实现如图1所示。

  图1 蓄电池监控单元的整体硬件结构

  处理器模块是蓄电池监控单元的核心,在这里大家采用了ATMEL企业最新的RISC高性能单片机AT90S8515及大容量8KB的FLASHROM,不但保证了对大量数据进行高速分析处理,而且实现了对数据的保存查询。

  在数据采集模块中,由于蓄电池监控单元中需要处理的数据对精度均有特殊的要求,(比如对蓄电池内阻的测量通常为mΩ级,且必须有足够的位数),同时由于蓄电池内阻、电压均为缓慢变化的低时变信号,因此大家采用了16位的Σ-Δ型A/D转换器AD7715,它具有自动校零、量程自动校准的功能,从而可以保证很高的测量精度,而且具有SPI接口,可以方便的与单片机接口。

  蓄电池监控单元中设有RS485的通信接口,与前端机主处理器之间以通信的形势交换数据。因此在本系统中蓄电池监控模块实际是作为一个智能设备与主监控模块联系的。下面分别对内阻检测模块、单体电压测试模块、单体温度测试模块进行详细的先容。由于电流测试模块与主处理单元的直流数据采集与处理类似,在此不再赘述。

  3 蓄电池剩余容量的在线检测

  蓄电池的剩余容量是用户最为关心的一个问题,它与整个供电系统的可靠性密切相关,蓄电池剩余电量越高,则系统可靠性越高,否则反之。因此如何能够在既不消耗蓄电池能量又不影响用电设备的正常工作的情况下,实时的在线监测蓄电池的剩余电量,将有重要的实际意义。

  蓄电池是个复杂的电化学系统,它在不同负载条件下运行时,蓄电池实际可供释放的电量也不同。随着蓄电池使用时间的增加,其实际可释放的电量也将下降。过去,常依据蓄电池的端电压来判断蓄电池的好坏和其剩余电量的多少,但该方法有很大的局限性。随着电池老化,其端电压变化不明显。因此,利用端电压的变化来推算其剩余电量有一定困难,误差较大.

 

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