電壓檢測與接口電路設計原理圖

　　串聯(lián)電池組廣泛應用于手攜式工具、筆記本電腦、通訊電臺以及便攜式電子設備、航天衛星、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、儲能裝置中。為了使電池組的可用容量最大化及提高電池組的可靠性，電池組中的單體電池性能應該一致，從而需對單體電池進(jìn)行監控，即需要對單體電池的電壓進(jìn)行測量。

　　串聯(lián)電池組電壓測量的方法有很多，目前應用較多的是差分檢測型與電流源檢測型兩種。差分檢測型需要2個(gè)電阻對的阻值嚴格匹配，否則將影響電池組電壓的檢測精度，該方法使用中為了減少檢測線(xiàn)漏電流對電池組一致性的影響，需要增加電阻的阻值，這樣將增加了大規模生產(chǎn)的難度并降低了檢測精度。而電流檢測型的檢測電路中僅需要一個(gè)電阻對的阻值匹配，提到為了提高檢測的精度，需要小阻值的電阻匹配，但增大了檢測線(xiàn)漏電流。在實(shí)際使用過(guò)程中為了減小檢測線(xiàn)漏電流對電池組一致性的影響，以及減少電壓檢測電路的功耗，需要在電壓檢測線(xiàn)路上增加開(kāi)關(guān)控制器件，往往采用光耦或者光電繼電器。電流型電壓檢測電路具有較好的性能，但當電壓低于2V時(shí)無(wú)法進(jìn)行檢測，首先對電壓檢測電路進(jìn)行了改進(jìn)，擴大了電壓檢測范圍。其次以改進(jìn)的電壓檢測電路并以光電繼電器作為控制開(kāi)關(guān)，對影響電壓檢測精度的因素進(jìn)行了分析和實(shí)驗，最后通過(guò)一種電子開(kāi)關(guān)的方式來(lái)取代光電繼電器，從而提高了電壓檢測精度。

　　圖2 電壓測量電路原理圖

　　采樣電路參考電壓為2.5V，因此需要把電池電壓進(jìn)行2倍衰減，所以選擇了R1=2R2，電路中電容C1為去耦電容，電阻R5為限流電阻，電阻R4用于保證電路可靠工作，為了減少電壓檢測電路的漏電流，在每節單體電池電壓檢測線(xiàn)上加入AQW216光電繼電器作為檢測控制開(kāi)關(guān)，如圖2所示，當需要檢測電池電壓時(shí)，通過(guò)控制端打開(kāi)光電繼電器，檢測完關(guān)閉光電繼電器，可有效減少檢測時(shí)的漏電流對電池組一致性的影響。

　　AD7674能提供3種不同轉換速率工作方式，以便對不同的具體應用優(yōu)化性能。這3種工作模式如下：WARP，允許采樣率高達800 kHz。然而在這種模式下只有當轉換之間的時(shí)間不超過(guò)1ms 時(shí)，才能保證其轉換的精度。如果連續兩次轉換之間的時(shí)間大于1 ms，第一次轉換的結果就會(huì )被忽略，這種模式適合于要求快速采樣率的應用。NORMAL，這種模式的采樣率為666 kHz，在這種模式下對采樣轉換之間的時(shí)間沒(méi)有限制，既可保證高的轉換精度又可確?？焖俚牟蓸铀俾?。IMPULSE，一種低功耗模式，其采樣率為570 kHz。

　　只用1塊C8051F060芯片即可完成單片機8051的各種控制，多路A／D 轉換和D／A 轉換，I2C、SPI 數據總線(xiàn)傳輸，RS232、RS485串口通信等功能，從而大大減少了元器件的種類(lèi)，縮小了印制板的面積，節約了成本，提高了系統可靠性。而其交叉開(kāi)關(guān)方式的配置， 使I／O 口應用更加靈活方便。AD7674與C8051F060的接口電路圖為AD7674在高速采集系統中的外圍電路和接口電路。外圍電路包括電壓基準輸入的設計、模擬電壓輸入部分的設計、模擬和數字電源供電的設計及接口電路的設計。接口電路包括AD7674與C8051F060和CPLD 的接口。