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    通信電源監控系統中蓄電池監控模塊的設計

    2011-12-22   |  來源:煒業通科技

      1 引言

      在本地用通信電源監控系統中,蓄電池監控模塊是一個相對獨立的單元,擁有自己的處理器單元和數據采集單元。因此,它既能作為本地用通信電源監控系統的一部分使用,同時加以簡單擴展就可以成為單獨使用的蓄電池在線檢測儀。本文詳細介紹了一套具有兩級集散式系統結構的本地用通信電源集中監控系統中蓄電池監控模塊的設計。

      2 蓄電池監控單元的整體實現方案

      蓄電池監控一直是國內外研究的熱點和難點問題,在本系統中,蓄電池監控單元主要完成以下幾方面的功能:剩余容量的在線檢測、均/浮充方式轉換、單體端電壓測試及落后電池檢出、電池體溫度測試等等。其總體實現如圖1所示。

      圖1 蓄電池監控單元的整體硬件結構

      處理器模塊是蓄電池監控單元的核心,在這里我們采用了ATMEL公司最新的RISC高性能單片機AT90S8515及大容量8KB的FLASHROM,不但保證了對大量數據進行高速分析處理,而且實現了對數據的保存查詢。

      在數據采集模塊中,由于蓄電池監控單元中需要處理的數據對精度均有特殊的要求,(比如對蓄電池內阻的測量通常為mΩ級,且必須有足夠的位數),同時由于蓄電池內阻、電壓均為緩慢變化的低時變信號,因此我們采用了16位的Σ-Δ型A/D轉換器AD7715,它具有自動校零、量程自動校準的功能,從而可以保證很高的測量精度,而且具有SPI接口,可以方便的與單片機接口。

      蓄電池監控單元中設有RS485的通信接口,與前端機主處理器之間以通信的形勢交換數據。因此在本系統中蓄電池監控模塊實際是作為一個智能設備與主監控模塊聯系的。下面分別對內阻檢測模塊、單體電壓測試模塊、單體溫度測試模塊進行詳細的介紹。由于電流測試模塊與主處理單元的直流數據采集與處理類似,在此不再贅述。

      3 蓄電池剩余容量的在線檢測

      蓄電池的剩余容量是用戶最為關心的一個問題,它與整個供電系統的可靠性密切相關,蓄電池剩余電量越高,則系統可靠性越高,否則反之。因此如何能夠在既不消耗蓄電池能量又不影響用電設備的正常工作的情況下,實時的在線監測蓄電池的剩余電量,將有重要的實際意義。

      蓄電池是個復雜的電化學系統,它在不同負載條件下運行時,蓄電池實際可供釋放的電量也不同。隨著蓄電池使用時間的增加,其實際可釋放的電量也將下降。過去,常依據蓄電池的端電壓來判斷蓄電池的好壞和其剩余電量的多少,但該方法有很大的局限性。隨著電池老化,其端電壓變化不明顯。因此,利用端電壓的變化來推算其剩余電量有一定困難,誤差較大.

     

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