如果要求共模抑制能力很强

吴少军

李树靖
       李 刚
       串联电池组电池电压测量方法的研究
       仪器仪表学报
       2003年8月
       第24卷第4期增刊

欧阳斌林
       蓄电池组智能监测仪中的浮动地技术
       1998
       35(12):35.

该电路的输出电压就是单节蓄电池的端电压
       由于是线性电路,因此可以快速跟踪测量单节蓄电池电压的变化该电路的输入阻抗很大, 而蓄电池的内阻很小（一般只有几毫欧
       甚至零点几毫欧）,因而保证了很高的测量精度
       为正确判断蓄电池组的当前状态提供了准确的技术参数另外
       该电路还有很好的可扩展性能选择适当的rn5 的值
       可以测量标称电压是2v、6v和12v的电池
       还可以测量电池组总电压

论文导读： 共模测量是相对同一参考点,用精密电阻等比例衰减各测量点电压,然后依次相减得到各节电池电压本文介绍的线性电路直接采样法是为每个蓄电池配置一块采集板根据串联电池组总电压的大小本文提出的测量电池电压的线性电路直接采样法,电路简单实用,测量精度高,很好的解决了串联电池组电池电压检测难的问题,为蓄电池的在线监测和快速诊断提供准确的技术参数,具有广阔的实际应用前景

本文介绍的线性电路直接采样法是为每个蓄电池配置一块采集板
       贴近蓄电池安装
       就近完成信号的采集和转换
       将转换后的数字信号传输给单片机系统进行处理和传输该方法的原理框图如图3所示

共模测量是相对同一参考点,用精密电阻等比例衰减各测量点电压,然后依次相减得到各节电池电压该方法电路比较简单,但是测量精度低比如
       24节标称电压为12 v的蓄电池
       %的测试系统
       单节电池测试绝对误差为±60 mv
        v
       其相对误差可达到12%
       这在应急电源监控系统中经常会造成误报警
       所以不能满足应急电源监控系统的要求这种方法只适合串联电池数量较少或者对测量精度要求不高的场合

本文提出的测量电池电压的线性电路直接采样法,电路简单实用,测量精度高,很好的解决了串联电池组电池电压检测难的问题,为蓄电池的在线监测和快速诊断提供准确的技术参数,具有广阔的实际应用前景

论文网8200余万篇毕业论文、各种论文格式和论文范文以及9千多种期刊杂志的论文征稿及论文投稿信息
       是论文写作、论文投稿和论文发表的论文参考网站
       也是科研人员论文检测和发表论文的理想平台
       

由于串联在一起的电池组总电压达几十伏
       远远高于模拟开关的正常工作电压
       因此需要使地电位随测量不同电池电压时自动浮动来保证测量正常进行
       其原理图如图2所示每次工作时
       先由模拟开关选通
       使其被测电池两端的电位信号接入测试电路
       此信号一方面进入差分放大器；另一方面进入窗口比较器
       在窗口比较器中与固定电位v相比较
       从窗口比较器输出的开关量状态可识别出当前测量地(gnd)的电位是太高、太低或者正好(相对于v)如果正好
       则可以启动a／d进行测量如果太高或太低
       则通过控制器对地(gnd)电位行浮动控制由于地电位经常受现场干扰发生变化
       而该方法不能对地电位进行实时精确控制
       因而影响整个系统的测量精度

该方法采用线性运算放大器组成线性采样电路
       后经电压跟随器送入a/d转换器, 转换后的数字信号传输给单片机系统
       无须外加采样保持电路根据串联电池组总电压的大小
       选择适当的放大倍数
       无须电阻分压网络或改变地电位
       就可以直接测量任意一只电池的电压

v／f转换法的原理图如图1所示
       其工作原理如下：信号采集采用v／f转换的方法
       单节蓄电池采用分别采样
       取单节蓄电池的端电压经分压(降低功耗)后作为v／f转换的输入
       分压电阻的分散性可通过v／f转换电路调整v／f转换信号输出通过光电隔离器件送到模拟开关
       处理器通过控制模拟开关采集频率信号数据采集电路与数据处理电路采用光电隔离和变压器隔离技术
       实现两者之间电气上的隔离但采用v/f转换作为a/d转换器的缺点是响应速度慢、在小信号范围内线性度差、精度低

张利国
       一种串联蓄电池组电压巡检仪的设计
       现代电力电子技术
       2006年第20期总第235期

线性电路图如图4所示该电路为典型的增益可调性能优良的差动运算线性电路,图中a构成精密电压跟随器
       a是差动放大输出电路
       a是增益调节辅助放大器
       实用低功耗设计——原理、器件与应用
       北京：人民邮电出版社
       2003

差模测量是通过电气或电子元件选通单节电池进行测量当串联电池数量较多而且对测量精度要求较高时,一般应采用差模测量方法

电路增益的调节由电阻r决定
       而且线性很好
       这就保证了差动运算的精度只要两个输入运算放大器的基本特性相同
       则失调电压的影响就很小满足条件rn2

目前
       发电厂、变电站的操作电源系统大多采用直流电源
       直流电源系统是发电厂、变电站非常重要的一种二次设备
       它的主要任务就是给继电保护、断路器分合闸及其它控制提供可靠的直流操作电源和控制电源
       它要求配置蓄电池系统实践经验表明
       在所有表征蓄电池的参数之中,蓄电池的端电压最能体现蓄电池的当前状况,可以根据端电压判断蓄电池的充、放电进程,当前电压是否超出允许的极限电压,还可以判断蓄电池组的均一性好坏等因此
       对蓄电池的端电压的测量十分重要

蓄电池工作状态的监测关键在于蓄电池端电压和电流信号的采集由于串联蓄电池组中的电池数量较多
       整组电压很高
       而且每个蓄电池之间都有电位联系
       因此直接测量比较困难在研究蓄电池监测系统过程中,人们提出了许多测量串联电池组单只电池端电压的方法概括起来
       主要有以几种:

传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大的电解电容做隔离处理
       其基本的测试原理是：首先将继电器闭合到蓄电池一侧
       对电解电容充电；测量时把继电器闭合到测量电路一侧
       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
       测试部分只需测量电解电容上的电压
       即可得到相应的单体蓄电池电压此方法具有原理简单、造价低的优点但是由于继电器存在着机械动作慢
       使用寿命低等缺陷
       根据这一原理实现的检测装置在速度、工作的可靠性方面都难以令人满意为解决上面问题可将机械继电器改用光耦继电器
       这样无需外加电解电容提高了可靠性
       速度和使用寿命也随之达到要求
       但相对成本要大大提高用光电隔离器件和大电解电容器构成采样,保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压此电路缺点是: 在a/d转换过程中,电容上的电压能发生变化,而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟决定采样时间长等缺点

rn4 时
       电路就有良好的共模抑制特性由于a的输出阻抗很低
       调节r改变增益时
       电路的共模抑制能力不受影响为了确保该电路的优良特性
       运算放大器a的选择十分重要如果要求共模抑制能力很强
       则除选择精密绕线电阻rn2和r以外
       a应选择高增益型的运算放大器