專(zhuān)利名稱(chēng)：一種差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，尤其是一種能用于通訊行業(yè)電 源設(shè)備的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在通訊行業(yè)中，交換機(jī)、光端機(jī)、微波等設(shè)備使用直流一48V電源，該直流 一48V電源由交流電源經(jīng)過(guò)電源設(shè)備變換后提供，通訊電源系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了備用 電源，備用電源是在電源的直流電路中直接并聯(lián)相應(yīng)電壓的蓄電池組，通常蓄電 池組處于浮充狀態(tài)，當(dāng)交流電源發(fā)生停電、斷相、電壓不穩(wěn)時(shí)，電源設(shè)備立即停 止電源變換，由蓄電池組直接放電為通訊電源提供電源，保證交換機(jī)、光端機(jī)、 微波等設(shè)備不間斷供電。
目前通訊行業(yè)使用的蓄電池都是采用鉛酸蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)蓄電池)，標(biāo)稱(chēng) 電壓為2V，每組蓄電池采用24節(jié)蓄電池串連起來(lái)，合成出一48V電源，而蓄電池 長(zhǎng)期浮充狀態(tài)可能導(dǎo)致蓄電池電壓偏離正常的范圍，就會(huì)造成蓄電池的過(guò)充或欠 充；放電時(shí)，放電不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致蓄電池工作壽命下降或損壞；所以，蓄電池組需 要監(jiān)測(cè)每個(gè)單體蓄電池電壓情況，對(duì)充電、放電曲線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能保證蓄電池 組長(zhǎng)期有效工作，本實(shí)用新型是一種新型電路結(jié)構(gòu)的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備。
在現(xiàn)有的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備中，內(nèi)部的芯片為低壓工作，外部檢測(cè)對(duì)象 為-48V電壓，超出了內(nèi)部的芯片工作電壓，設(shè)備內(nèi)部模擬信號(hào)切換開(kāi)關(guān)器件和AD 轉(zhuǎn)換器件無(wú)法直接連接蓄電池組單體電池；早期采用繼電器切換方式，可以可靠 隔離和切換單體電池信號(hào)，但是繼電器切換速度慢，壽命短；也有采用固態(tài)繼電 器方式切換，但是，固態(tài)繼電器存在成本高的問(wèn)題，使蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備成 本提高；也有采用分壓電阻降壓的辦法，來(lái)達(dá)到AD轉(zhuǎn)換器件和模擬信號(hào)開(kāi)關(guān)器件 允許的工作范圍，但是在降低蓄電池組電壓的同時(shí)，也降低了采樣分別率，降低 了蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備的精度。

實(shí)用新型內(nèi)容
為降低蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備成本，提高設(shè)備精度，本實(shí)用新型提供一種新 的解決方案，解決了蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備成本和精度問(wèn)題。
所述實(shí)用新型一種差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備由電壓差分 電路、通道切換電路、采集和數(shù)據(jù)處理電路等組成，電壓差分電壓電路與通道切 換電路連接，通道切換電路與采集和數(shù)據(jù)處理電路連接，
所述實(shí)用新型一種差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備中，電壓差分電路把蓄電池組單體電池的對(duì)地電壓(即本蓄電池組的ov電位)降低到運(yùn)算放大器允許范圍內(nèi)，每一個(gè)差分放大器兩個(gè)輸入端分別輸入某一個(gè)單體電池的對(duì)地 電壓和相鄰的前一個(gè)單體電池的對(duì)地電壓(效果相當(dāng)于一個(gè)單體電池兩端的電 壓)，進(jìn)行差分放大，差分放大器輸出端對(duì)地電壓為單體電池兩端的電壓值，這樣就去除了蓄電池組串聯(lián)電池電壓值影響，在線分離出蓄電池組單體電池值；由 于AD轉(zhuǎn)換器件輸入通道數(shù)量有限，所以，差分放大器輸出端連接到通道切換電 路，由通道切換器件順序切換蓄電池組單體電池值信號(hào)，切換后信號(hào)進(jìn)入采集和 數(shù)據(jù)處理電路，由AD轉(zhuǎn)換器件采樣，采樣后數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理器件處理，處 理后數(shù)據(jù)采用串行口輸出，由其他設(shè)備(如計(jì)算機(jī)等)顯示和保存。


圖l是本實(shí)用新型電路原理圖以及連接蓄電池組示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，所述實(shí)用新型由采集和數(shù)據(jù)處理電路l、通道切換電路2、電壓 差分電路3組成，電壓差分電壓電路3與通道切換電路連接2，通道切換電路2與采 集和數(shù)據(jù)處理電路l連接，蓄電池組7為被實(shí)用新型所監(jiān)測(cè)的設(shè)備，本實(shí)例中用四 節(jié)電池的差分采集電路說(shuō)明所述實(shí)用新型電路原理。
所述電壓差分電路與蓄電池組是這樣連接的，電池接口端子J1連接蓄電池組 7，接口端子J1的1腳接蓄電池組0V電位，即第一節(jié)蓄電池BT1的負(fù)極，接口端子 J1的2腳接第一節(jié)蓄電池BT1的正極，接口端子J1的3腳接第二節(jié)BT2蓄電池的正
極，接口端子J1的3腳接第三節(jié)蓄電池BT3的正極，接口端子J1的4腳接第四節(jié)蓄 電池BT4的正極。
所述實(shí)用新型接口端子J1的1腳接電路地線，接口端子J1的2腳接第一路差分 放大電路6，接口端子J1的3腳接第二路差分放大電路，接口端子J1的4腳接第三 路差分放大電路，接口端子J1的5腳接第四路差分放大電路。
現(xiàn)以第一路差分放大電路為例說(shuō)明電路連接，接口端子J1的2腳接電阻R1、 R2組成的分壓電路6，電阻R1、 R2分壓電路6接N1A電壓跟隨器5， N1A電壓跟隨器5 接N1B組成的差分放大電路4的正輸入端，N1B差分放大電路4的負(fù)輸入端接第一節(jié) 蓄電池負(fù)極，因?yàn)榈谝还?jié)蓄電池負(fù)極接地，所以N1B差分放大電路4的負(fù)輸入端接 地，除第一節(jié)蓄電池外，其他路的差分放大電路的負(fù)輸入端接前一節(jié)蓄電池負(fù)極 將壓后信號(hào)，N1A電壓跟隨器5還接N2B組成的差分放大電路的負(fù)輸入端，為下一 級(jí)差分放大電路提供差分信號(hào)。
所述通道切換電路2由模擬切換開(kāi)關(guān)U2組成，四路差分放大電路的輸出端分 別連接模擬切換開(kāi)關(guān)U2的四個(gè)輸入端，模擬切換開(kāi)關(guān)U2的輸出端和模擬切換開(kāi)關(guān) U2的控制端接采集和數(shù)據(jù)處理電路l。
所述采集和數(shù)據(jù)處理電路1由單片機(jī)U1、電壓基準(zhǔn)D1、電阻R25和接口端子J2
組成，單片機(jī)U1為ATMEGA8，內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器件，AD轉(zhuǎn)換器件輸入端口中的接模擬 切換開(kāi)關(guān)U2的輸出端，單片機(jī)U1的4個(gè)I/0端口接模擬切換開(kāi)關(guān)U'2的控制端，電壓 基準(zhǔn)D1和電阻R25組成的電壓基準(zhǔn)電路接單片機(jī)U1的參考電壓端，單片機(jī)U1的串 行口連接接口端子J2。
所述實(shí)用新型的差分放大電路3和通道切換電路2在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)蓄電池 組單體電池?cái)?shù)量增加。
權(quán)利要求1.一種差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于由采集和數(shù)據(jù)處理電路(1)、通道切換電路(2)、電壓差分電路(3)組成，電壓差分電路(3)與通道切換電路(2)連接，通道切換電路(2)與采集和數(shù)據(jù)處理電路(1)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于所述蓄 電池組接口端子OV電位腳接電路公共地線，蓄電池組接口端子其他腳順序接對(duì)應(yīng)的分壓 電路，各個(gè)分壓電路順序接對(duì)應(yīng)的電壓跟隨器，電壓跟隨器順序接對(duì)應(yīng)的差分放大電路正 輸入端，差分放大電路負(fù)輸入端接上一路電壓跟隨器，其中，第一路差分放大電路負(fù)輸入 端接地；通道切換電路由模擬切換開(kāi)關(guān)組成，差分放大電路的輸出端順序接對(duì)應(yīng)連接模擬 切換開(kāi)關(guān)的輸入端，模擬切換開(kāi)關(guān)的輸出端接采集和數(shù)據(jù)處理電路，模擬切換開(kāi)關(guān)的控制 端接采集和數(shù)據(jù)處理電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于所述采 集和數(shù)據(jù)處理電路由單片機(jī)、電壓基準(zhǔn)、電阻和接口端子組成，單片機(jī)內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器件， AD轉(zhuǎn)換器件輸入端口接模擬切換開(kāi)關(guān)輸出端，單片機(jī)I/0端口接模擬切換開(kāi)關(guān)的控制瑞， 電壓基準(zhǔn)和電阻組成電壓基準(zhǔn)電路接單片機(jī)的參考電壓端，單片機(jī)串行口接接口端子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于單片機(jī) Ul為ATMEGA8。
專(zhuān)利摘要一種差分電壓檢測(cè)方式的蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備，利用差分放大技術(shù)，把蓄電池組每一個(gè)單體電池的兩端電壓處理后，引入到差分放大器進(jìn)行差分放大，去處了蓄電池組串聯(lián)電池電壓值影響，從差分放大器輸出端輸出每一個(gè)單體電池電壓值，經(jīng)過(guò)通道切換電路順序選擇每一個(gè)單體電池電壓值，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換器件采樣，采樣后數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理器件處理后，輸出其他設(shè)備顯示或保存，該設(shè)備使用普通耐壓器件，完成了高于器件耐壓極限值的蓄電池組單體電池的電壓檢測(cè)，與其他蓄電池組電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備相比，該設(shè)備在使用效果相同情況下，采樣精度提高，成本極大降低。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201181309SQ20082000112
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
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