基于單片機的串聯(lián)鋰離子電池組監測系統設計
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1．2 串聯(lián)鋰離子電池組的共地問(wèn)題
串聯(lián)鋰離子電池組電壓測量的方法有多種，最簡(jiǎn)單的是電阻分壓測量方法，該方法缺點(diǎn)是大阻值電阻的漂移誤差和電阻漏電流導致測量精度低，且影響電池組的一致性。另外一種較為常用的方法是每一個(gè)單體電池用一個(gè)隔離運算放大器，但是它的體積大且價(jià)格高，適于測量精度要求高且不考慮漏電流和成本的場(chǎng)合。設計選用德州儀器公司的INA117來(lái)解決串聯(lián)鋰離子電池組的共地問(wèn)題。INA117的失真為0.001％；共模擬制比最小86 dB，共模輸入電壓范圍±200 V，適合于高精度的測量。
INA117內置了380 kΩ、20 kΩ和21．1 kΩ 3個(gè)電阻，因此外部電路省去精密電阻，減少了精密電阻帶來(lái)的誤差和系統復雜程度。圖2是INA117輸出1節電池電壓的接法，6腳和1腳之間的電壓就是1節電池兩端的電壓差。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172300.htm
該檢測系統采用16個(gè)INA117分別把16節鋰離子電池的單體電壓挑選出來(lái)。如果它們的1腳都接相同的地，就可以使16個(gè)INA117都有相同的信號地，A／D轉換器進(jìn)行采樣。共地點(diǎn)選在第8節電池負極和第9節電池正極的連接處。
每節鋰離子電池最高電壓為5 V，由圖3可得，第1個(gè)INA117的3腳的輸入電勢最高為40 V。同理，第16個(gè)INA117的2腳輸人電勢最低為-40 V。第1至8個(gè)INA117的輸出電壓為正，第9至16個(gè)INA117的輸出電壓為負，所以多選一模擬開(kāi)關(guān)和A／D轉換器都要求可以輸入正、負電壓。多選一模擬開(kāi)關(guān)選用MUX16，為16選1可正負電壓輸入模擬開(kāi)關(guān)，因此16節電池只需1個(gè)MUX16。但由于單片機IO口有限，文中用一片74LS154擴展了IO口，僅用單片機的4個(gè)IO口即可控制MUX16分別選通單節鋰離子電池進(jìn)行電壓采樣。
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