[發明專利]一種PWM控制定時放電的蓄電池檢測裝置

有效

• 申請號: 201710113203.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106772105B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 徐起力;張蔚;常明
• 申請（專利權）人: 大連奇輝計算機網絡有限公司
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種PWM控制定時放電的蓄電池檢測裝置，包括DSP處理器、通斷邏輯判斷電路、電磁隔離電路、FET放電電路、設定電流模擬量輸出電路和放電電流檢測反饋電路；

其特征在于：所述的DSP處理器的輸出端分別與設定電流模擬量輸出電路、PWM高頻信號電路和液晶顯示器連接，其輸入端與放電電流檢測反饋電路連接；所述的PWM高頻信號電路依次與通斷邏輯判斷電路、電磁隔離電路、FET放電電路和放電電流檢測反饋電路串聯連接；PWM低頻信號電路的輸入端分別與設定電流模擬量輸出電路和放電電流檢測反饋電路的輸出端連接，PWM低頻信號電路的輸出端與通斷邏輯判斷電路連接；

PWM低頻信號為125kHz信號，PWM高頻信號為2MHz信號；

所述的DSP處理器包括DSP28335芯片；

所述的設定電流模擬量輸出電路包括兩個緩沖器芯片74LVC8T245和一個數模轉換芯片AD5447；

整個裝置的工作方法如下：以DSP28335芯片作為中央處理器，以DSP28335芯片的高精度PWM輸出口發送125kHz和2MHz兩種PWM信號，2MHz的PWM信號通過PWM高頻信號電路發送到通斷邏輯判斷電路；DSP28335芯片以多路數字量IO輸出的形式將需要設定的放電電流值編碼，并通過設定電流模擬量輸出電路以數模轉換的形式輸出模擬量給PWM低頻信號電路，同時PWM低頻信號電路接收放電電流檢測反饋電路反饋的放電電流模擬量信號，對設定的放電電流和反饋的放電電流進行比較后，產生PWM低頻信號輸出給通斷邏輯判斷電路，通斷邏輯判斷電路的邏輯輸出結果由PWM低頻信號和PWM高頻信號共同決定，并輸出給電磁隔離電路，最后控制FET放電電路，完成整個放電過程；FET放電電路通過羅氏線圈檢測實際放電電流并反饋給DSP28335芯片和PWM低頻信號電路，DSP28335芯片在整個放電過程實時檢測實際放電電流值，并將各個時刻的電流值描點成圖，生成電流變化曲線，通過液晶顯示器顯示出來，并在每次放電結束時將電流峰值和變化率與數據庫中此類型蓄電池的標準參數進行對比和運算，計算出蓄電池當前的性能狀況，將結果上報給上位機及鐵路管理平臺；

所述的設定電流模擬量輸出電路的工作方法如下：DSP28335芯片的12路數字量IO引腳D/A B1~12分別接入緩沖器芯片74LVC8T245的輸入引腳，從74LVC8T245的輸出引腳接入數模轉換芯片AD5447的數字量輸入端，代表12位數字編碼后的設定電流模擬量值0~5V I_Set，對應實際放電電流從0~8000A可調，放電時間由DSP28335芯片的程序設定，為1~10ms；由TL431可調節精密并聯穩壓器提供基準電壓給數模轉換芯片AD5447；

所述的PWM低頻信號電路和放電電流檢測反饋電路的工作方法如下：來自設定電流模擬量輸出電路的設定電流模擬量值0~5V I_Set和來自放電電流檢測反饋電路的實際放電電流檢測模擬量I_SetRCOIL通過LM319芯片比較，輸出一路PWM信號PWM_C給通斷邏輯判斷電路，同時實際放電電流檢測模擬量I_SetRCOIL又通過IN5819鉗位二極管接入DSP28335芯片的模擬量檢測引腳，使DSP28335芯片實時檢測實際放電電流，并進行相應的運算；其中，實際放電電流檢測模擬量I_SetRCOIL是由羅氏線圈感應放電回路的實際電流產生的模擬量輸出；

所述的FET放電電路的工作方法如下：選擇NPN型FET管80個并聯在FET放電電路中，分成8組，每組10個，每個FET管承受100A的持續電流和150A的瞬間電流，80個并聯的FET管承受8000A以上的持續電流；FET放電電路使用厚銅板連接，并在厚銅板周圍放置羅氏線圈采集FET放電電路電流，FET放電電路串聯一個1毫歐的康銅絲測量電阻；每個FET管的柵極接通斷邏輯判斷電路輸出的PWM_2信號，漏極接蓄電池正極，源極串聯康銅絲測量電阻后接蓄電池負極；

所述的電磁隔離電路的工作方法如下：來自通斷邏輯判斷電路的P+2和P-2信號為控制FET管導通關斷的信號，當其任意一個為高電平時都使位于電磁隔離電路內的相對應開關變壓器T3和T5導通，從而控制位于電磁隔離電路內的PNP型三極管Q15的斷開，由于通斷邏輯判斷電路輸出的PWM_2信號外接上拉電阻到另一路隔離的12V，所以當PNP型三極管Q15斷開時，PWM_2信號為高電平，并輸出到FET管的柵極上，控制FET管打開，實現回路放電；

所述的PWM高頻信號電路和通斷邏輯判斷電路的工作方法如下：電路中的CLK2MHz和CLK125kHz分別為2MHz頻率的PWM高頻信號和125kHz頻率的PWM低頻信號，來自DSP28335芯片的高精度PWM輸出引腳；PWM_C為PWM低頻信號電路輸出的一路PWM控制信號；DSP_EN為來自DSP28335芯片的放電使能信號；P+2和P-2信號為控制FET管導通關斷的信號，輸出到下一級的電磁隔離電路；所述的通斷邏輯判斷電路由兩種芯片組成，分別是位于通斷邏輯判斷電路輸入端的74LS74芯片和位于通斷邏輯判斷電路輸出端的74LS11芯片；所述的74LS74芯片為雙D觸發器，74LS74芯片的上面的觸發器B接為二分頻電路，使其輸出為1MHz的脈沖信號，當74LS11芯片正常工作時，P+2和P-2信號高低電平以固定頻率互相翻轉；74LS74芯片的下面的觸發器A的輸出由CLK125kHz和PWM_C信號共同控制，決定實際放電的時間。