SSB蓄电池配网铅酸蓄电池变量监测装置

SSB蓄电池配网铅酸蓄电池变量监测装置

铅酸蓄电池并联模块具有监测VRLA蓄电池的各项运转参数[1-3]、预警反常电池[4-5]、提醒对电池进行保护的功用，为变电站、通讯机房、数据中心UPS运维人员等供应蓄电池的监测手段，减轻保护作业量，进步运用寿命、减少不必要糟蹋、遵从饯别“绿水青山就是金山银山”的开展理念。

根据VRLA蓄电池的各项运转参数在作业情况改变时的改变规范，运用数字电子技术与模仿电子技术等知识，运用STC8A高性能8051单片机作为微处理器，规划相应功用电路并对电路进行理论验证，根据规划制造相应的硬件进行检验与调整，以完成对并联电池组的电压、电流、温度、内阻数据进行搜集与监测，供应根据数据预警值对反常数据做出预警的功用。

2、研究内容

本并联模块是针对12V的VRLA蓄电池并联运用时的体系监测设备，是根据8051（1T）内核的STC8A高性能单片机为渠道规划的具有监测蓄电池端电压、放电电流、电池内阻、电池某定点处温度的功用，具有串口通讯与485通讯的接口与模块，可以实时将检验数据直接回传至PC；监测数据可与预设值比对，简略判别蓄电池的健康情况，数值反常时可以报警。本模块的组件有便携式负载板，可用于蓄电池放电检验，在强制通风或其他冷却才干满足的情况下可以大电流作业，用于蓄电池核容。

2.1电压选用规划

先运用多个电阻串联到蓄电池电压信号输入端分压，运用运算扩展器树立经典差分扩展电路对其间某个电阻的两端电压衰减，衰减后的电压信号通过缓冲器后输入单片机ADC，结束采样。

该方案运用运算扩展器树立经典差分扩展电路处理信号，使主板供电不受约束。差分扩展电路的信号扩展倍数小于1，信号被衰减，运算扩展器输出不容易丰满。运用缓冲器对处理后的信号扩展增强驱动才干，防止因负载使信号再次改变导致采样过失，一起起到阻隔IO口的作用。

单一失效情景剖析：串联电阻傍边某个电阻失效时，其影响可分为两种情况评论：（1）电阻短路失效：差分扩展电路输入0V，通过缓冲器后输入到单片机ADC的信号也是0V。仅从该采样效果判别的缺点类型存在以下景象：蓄电池外部短路、蓄电池内部断路、采样电路缺点；（2）电阻断路失效：差分扩展电路输入此刻蓄电池电压，若差分扩展电路作业仍正常，则因差分扩展电路的衰减会输出一个较高的电压，或因丰满输出运算扩展器的正电源电压，通过缓冲器后输入单片机ADC，此刻采样值应为挨近或等于满量程。仅从该采样效果判别的缺点类型存在以下景象：采样电路缺点。

该方案运用精密霍尔电流传感器采样电流。精密霍尔电流传感器具有可通过的负载电流大、自带信号缓冲输出、电流采样电路与信号处理电路彼此阻隔、外部电路结构简略的特征，传感器通常作业电压为4.5~5.5V。因自带信号缓冲输出，无需独自装备缓冲器。电流采样方位根据需求承认挑选高端采样或低端采样。运用霍尔效应结束电流采样，在量程内采样线性度高。电流采样电路与信号处理电路在塑封中彼此阻隔，具有适当高的绝缘强度，没有采样部分失效后损坏信号处理电路的风险；由于采样电路就是一根载流量大的导线，即便信号处理电路损坏，也不影响负载的正常运转。电路结构简略，无需装备单电源中点-实体结构较为紧凑。电流采样使用霍尔效应，外部过强的磁场或许会对采样的准确性有不利影响。

在没有电流转过期，传感器输出供电电压的中点电压；假如电流从传感器的标定正方向流入，则输出信号电压是中点电压大小加上每安电流对应信号电压大小的增量，反之输出信号电压是中点电压大小减去每安电流对应信号电压大小的增量。以传感器ACS754KCB-150-PFF为例，传感器作业电压若定为5V，则中点电压为2.5V，根据数据手册可得知在量程内每安电流对应信号电压大小增量为13.3mV，因此通过1A电流时，信号电压大小为：

根据该核算规则，单片机ADC直接采样信号电压后与中点电压比较大小，承认电流方向；取较大值减去较小值的效果直接根据每安电流对应信号电压增量核算出电流大小。

单一失效情景剖析：当传感器失效时，其影响可分为两种情况评论：（1）电流采样导线断路：此刻电流无法通过，传感器输出供电电压的中点电压。仅从该采样效果判别的缺点类型存在以下景象：采样电阻地址线路断路、蓄电池外部直接短路（不通过采样电阻地址线路）、蓄电池内部断路、采样电路缺点；（2）信号处理电路缺点：该缺点表现为信号电压输出反常，主要有以下或许：传感器通电时，无论是否有电流转入，输出信号电压均为无电压或恒为某一电压，有电流转入时信号电压不符合约好的核算规则。此刻假如传感器衔接稳定可靠，则负载仍可通电，此刻设备应报警并通过既往数据将负载电流约束在安全范围内。