智能電源監控電路功能設計—電路圖天天讀（301）

　　本文設計了一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的UPS智能電源監控系統， 能在各種復雜的電網(wǎng)環(huán)境下運行，是一臺智能化程度很高的設備，有高度智能化的自檢功能，自動(dòng)顯示、報警、狀態(tài)記憶功能以及通訊功能。

　　模塊之間通過(guò)內部 RS485進(jìn)行通信，實(shí)現對電源柜的交流配電、蓄電池充放電過(guò)程、電池狀態(tài)、調壓狀態(tài)、母線(xiàn)對地電阻、饋出線(xiàn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測、控制和報警處理。通過(guò)RS232 和上位機進(jìn)行通信以進(jìn)行歷史數據的查詢(xún)和統計。

　　主監控單元調度整個(gè)系統的運行。主監控單元由主監控板、320x240 點(diǎn)陣液晶顯示屏、鍵盤(pán)及指示燈等組成，完成蓄電池充放電管理，運行及控制參數的設定和顯示，告警記錄的存儲、查詢(xún)，通過(guò) RS232 和上位機通信，通過(guò) RS485 控制內部各單元。

　　電池充放電電流的大小尤為關(guān)鍵。電路圖如圖 1 所示，因為是既檢測充電電流也檢測放電電流，故在小電阻上的電壓又是兩個(gè)方向，在電路檢測中用兩個(gè)通道分別檢測，這樣也便于分別進(jìn)行信號的調理，同時(shí)也便于用 A/D 轉換器的一個(gè)輸入通道來(lái)測量。

　　電池檢測與巡檢單元

　　該單元由電池檢測板和電池巡檢板組成（可選），主要完成電池組電壓（合母電壓）、充/放電電流、環(huán)境溫度及單體電池電壓的采集;電池熔絲狀態(tài)檢 測;可通過(guò)輸出模擬電壓、電流給定來(lái)控制其他廠(chǎng)家的模塊或相控電源三相觸發(fā)板的電壓或電流給定（具體情況與廠(chǎng)家協(xié)商），提高了系統的兼容性;按時(shí)計量;同時(shí)完成合母過(guò)欠壓、電池過(guò)充、電池饋電及單體電池失效告警等功能;通過(guò)調節電池檢測板和電池巡檢板上的電位器可分別校正合母電壓和單體電池電壓顯示值。如圖 2 中所示。

　　合母電壓監測電路如圖 2 所示。合母電壓流過(guò)電阻 R16、R17、R54，在電阻 R17上取樣， 故而電阻 R17 應選用高精度電阻。 R16 和 R54 因為要比電阻 R17 大得多，又是出現在分母上，故而不必選用高精度電阻。LL 的作用是抑制共模干擾?？梢酝ㄟ^(guò)調節電位器Rp的大小來(lái)使所要監測電壓的大小 符合A/D轉換器輸入電壓要求。

　　A/D 轉換

　　A/D 轉換芯片采用 TLV1544。TLVl544 的主要特點(diǎn)是：寬范圍的單電源供電，VCC可為 2.7～5.5V;芯片內部有著(zhù)較高的轉換速 率， 轉換時(shí)間小于 10μs;芯片提供4 路外部輸入通道，通過(guò)編程給芯片不同的狀態(tài)字設置可以任意選擇 4 個(gè)輸入通道之一;芯片有 4 個(gè)端口作為同步串行接口，通過(guò) SPI 總線(xiàn)的形式與微處理器連接;11 位 A/D 轉換，足以滿(mǎn)足系統的要求。如圖 3 所示。

　　控制對從選定的通道中輸入的模擬信號的采樣開(kāi)始。由高變低開(kāi)始模擬輸入信號的采樣;由低變高使采樣和保持功能處于保持狀態(tài)，并開(kāi)始模/數轉換。獨立于輸入/輸出時(shí)鐘信號，當為高時(shí)，開(kāi)始工作。為低的持續時(shí)間控制開(kāi)關(guān)電容陣列采樣周期的持續時(shí)間。當不用時(shí)，接高電平。引腳（E0C）在 A/D 轉換結束時(shí)變?yōu)楦唠娖絹?lái)表明轉換完成。 本單元通過(guò)查詢(xún) EOC 電平來(lái)判斷是否轉換完成從而進(jìn)行數據的讀取。

　　編輯點(diǎn)評：本文簡(jiǎn)單介紹了智能電源監控系統電路設計，根據電池的特點(diǎn)進(jìn)行智能電池充放電管理，在實(shí)際使用中起到了延長(cháng)電池使用壽命的作用。
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