[發明專利]一種用于儲能器件端電壓的巡檢電路

無效

• 申請號: 201110384161.1
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103134979A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 梁海泉;謝維達;錢存元;吳雄文;李玲;李洋濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種巡檢電路，尤其是涉及一種用于儲能器件端電壓的巡檢電路。

背景技術

目前，面向儲能器件單體端電壓的巡檢方法大致可以分為兩大類：電阻分壓的方法和采用開關器件直接測量的方法。

對于電阻分壓的方法，根據測試方法的不同，主要分為共模測量和差模測量的方法。目前，絕大多數的端電壓巡檢電路都采用傳統的共模測量電路，即通過分壓電阻把儲能器件串聯的每個節點電壓分壓至A/D轉換器可以接受的電壓范圍以內，通過測量每個節點的電壓，對其進行減法處理，從而獲取每個儲能器件單體的端電壓。采取該方法的缺點是，該電路對于A/D轉換器的精度要求過高，導致整個巡檢電路的成本增加，無法實現與儲能器件大規模配套使用，另外，采用此電路需要對每個節點測量通道進行標定，標定過程繁瑣，使生產過程復雜，該電路得到的單體端電壓結果，是通過兩個節點電壓相減計算得到，計算過程復雜，對于最終結果的精度無法可靠保證。

采用開關器件直接測量的方法：若采用繼電器作為開關器件，無論是傳統的機械式繼電器，還是目前比較流行的固態繼電器，開關動作時間都較長，影響巡檢時間。機械式繼電器開關次數有限，影響整個巡檢系統的壽命，而且繼電器的體積通常較大，很難把巡檢系統的體積做得小巧。若采用模擬開關方案，由于內部多為MOS電路結構，抗干擾能力很差，稍大的過電壓即能將其燒毀，測試電路無法長期可靠使用。

目前的巡檢方法一般都需要外部電源獨立供電，但由于每個儲能器件串聯構成的儲能單元的測試地不同，故需在每個測試單元上安裝隔離電源模塊，而且隨著整個儲能系統的電壓越高，對該電源模塊的隔離電壓要求就越高，這為應用儲能系統帶來很多不便，而且在一些無法提供外部電源的特殊場合，這些巡檢方法根本不能使用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可實現對儲能器件端電壓進行高速巡檢的電路。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于儲能器件端電壓的巡檢電路，包括：

電阻分壓網絡，連接儲能器件串聯構成的儲能電路的節點，通過電阻分壓的方式將節點的電壓等比例縮小到模擬開關可以接受的電壓范圍；

模擬開關，連接電阻分壓網絡的輸出端，用于采集通道的切換。

差分放大器，連接模擬開關，通過模擬開關輸入兩個節點的電壓，將兩個節點的電壓差放大；

A/D轉換器，連接差分放大器的輸出端，對差分放大器的輸出信號采樣，并進行模數轉化；

微控制器(MCU)，連接A/D轉換器的輸出端，將A/D轉換器的輸出信號乘以一系數，獲得對應節點的端電壓。

所述的模擬開關、差分放大器、A/D轉換器和微控制器均與儲能電路連接，由儲能電路提供電源。

通過電阻分壓網絡縮小的倍數與通過差分放大器放大的倍數相同，使得微控制器的計算量減少，從而縮短巡檢時間。

與現有技術相比，本發明可以對儲能器件的每個端電壓實現高速巡檢，完成一次巡檢的時間主要由通道切換時間，模數轉換時間和微控制器計算時間三部分組成。由于采用模擬開關進行通道切換，故通道切換速度快，配合一A/D轉換器，由于電阻分壓網絡采用固定分壓比，而差分放大器可放大同樣的比例系數，故微控制器的計算量非常小，計算時間很短，這樣即可實現儲能單元單體端電壓的高速巡檢。使用模擬開關取代繼電器的好處是，大大增加了巡檢電路模塊的使用壽命，且體積更加小巧，由于外圍電路簡單，故功耗較低，為其使用儲能電路供電提供了條件。通過采用儲能電路供電，連線方便，不需要額外電源，更適合于車載等沒有外部電源供電的場合下使用。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的結構框圖；

圖2為本發明一種實施例的電阻分壓網絡、模擬開關以及查分放大器部分的詳細結構示意圖；

圖3為本發明一種實施例的電源部分結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種用于儲能器件端電壓的巡檢電路，包括電阻分壓網絡2、模擬開關3、差分放大器4、A/D轉化器5、微控制器6。電阻分壓網絡2連接儲能器件串聯構成的儲能電路1的節點，通過電阻分壓的方式將節點的電壓等比例縮小到模擬開關3可以接受的電壓范圍，模擬開關3連接電阻分壓網絡2的輸出端和差分放大器4的輸入端，用于儲能電路1的節點采集通道的切換，其具體結構如圖2所示。