一種電池檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池檢測系統(tǒng)，包括主控芯片，以及與主控芯片電連接的輸入裝置，LCD顯示裝置，通信裝置，信號處理器和開關陣列單元，所述開關陣列單元包括與電池電連接的雙路高壓光耦繼電器和驅(qū)動雙路高壓光耦繼電器的高速CMOS驅(qū)動器。其能一次快速檢測多節(jié)電池電壓。
【專利說明】—種電池檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種電池檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的電池檢測產(chǎn)品多使用固態(tài)繼電器切換電壓輸入通道，采用3/8線譯碼器控制電路，每次只能檢測單節(jié)電池電壓，開關速度慢，且壽命短，給整個系統(tǒng)的長期有效運行埋下隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能一次快速檢測多節(jié)電池電壓的檢測系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種電池檢測系統(tǒng)，包括主控芯片，以及與主控芯片電連接的輸入裝置，IXD顯示裝置，通信裝置，信號處理器和開關陣列單元，所述開關陣列單元包括與電池電連接的雙路高壓光耦繼電器和驅(qū)動雙路高壓光耦繼電器的高速CMOS驅(qū)動器。
[0005]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的IXD顯示裝置為1.8寸彩屏。
[0006]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的雙路高壓光耦繼電器多個與一個高速CMOS驅(qū)動器電連接。
[0007]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的雙路高壓光耦繼電器的切換速度為0.25~0.5 ms。`
[0008]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的主控芯片內(nèi)置12位高精度AD轉(zhuǎn)換器。
[0009]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的IXD顯示裝置上設有USB接口，方便導出系統(tǒng)數(shù)據(jù)到U盤，在其它計算機上備份和查看。
[0010]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)為:相對于采用3/8線譯碼器控制的電路每次只能檢測單節(jié)電池電壓來說，本新型采用高速CMOS驅(qū)動器來驅(qū)動雙路高壓光耦繼電器，同時每節(jié)電池采用一個雙路高壓光耦繼電器來控制監(jiān)測信號的閉合和斷開，使所有的信號接入可控制，而且可任意監(jiān)測多節(jié)電池的電壓。
是本實用新型中開關陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
是本實用新型的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
是本實用新型的工作流程圖。
是本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的流程示意圖。
中，GND為電池負極，AGND為測試電路的負極，電阻R為1% 0603貼片，
6.8V TVS 管。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1[0012]圖2[0013]圖3[0014]圖4[0015]圖1SMBJ6.8CA 為【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0017]參見圖1和圖2，一種電池檢測系統(tǒng)，包括主控芯片，以及與主控芯片電連接的輸入裝置，LCD顯示裝置，通信裝置，信號處理器和開關陣列單元，所述開關陣列單元包括與電池電連接的雙路高壓光耦繼電器和驅(qū)動雙路高壓光耦繼電器的高速CMOS驅(qū)動器。
[0018]所述的IXD顯示裝置為1.8寸彩屏，所述的雙路高壓光耦繼電器多個與一個高速CMOS驅(qū)動器電連接，所述的雙路高壓光耦繼電器的切換速度為0.25?0.5ms，所述的主控芯片內(nèi)置12位高精度AD轉(zhuǎn)換器，所述的IXD顯示裝置上設有USB接口。
[0019]本實施例是一種基于STM32的智能UPS電池檢測系統(tǒng)，STM32是ARM cortex_M3內(nèi)核的32位微控制器，UPS電源是不間斷電源(uninterruptible power system)的英文簡稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應的重要外部設備；
[0020]本實施例可實時采集UPS電池的單電池電壓，溫度，電池組的電壓，電流等信息并進行智能存儲，繪圖，判斷，檢測數(shù)據(jù)是否異常，如果異常則進行報警通知相關人員處理。同時系統(tǒng)內(nèi)置算法可實現(xiàn)對電池健康狀態(tài)的判斷，以避免因單個電池故障導致整個電池組工作異常，縮短壽命。如果需要可將數(shù)據(jù)上傳至服務器。
[0021]本實施例中，系統(tǒng)采用STM32F103VB作為主控芯片；系統(tǒng)采用AQW210作為切換開關，AQW210是松下公司的一款雙路高壓光稱繼電器,最高可承受350V電壓，負載電壓120mA,開關切換速度0.25?0.5ms。AQW210配合高速CMOS驅(qū)動器一MC 74HC595組成快速開關陣列，用來切換要檢測的電壓通道，經(jīng)過信號調(diào)理電路后，輸出信號的電壓為O?3V，接入STM32 ADC引腳。STM32內(nèi)置12位高速ADC經(jīng)過軟件濾波后，得到準確的電壓值，然后根據(jù)電壓值和內(nèi)置算法，判斷系統(tǒng)是否正常和決定是否報警。同時可將數(shù)據(jù)上傳至服務器端，供管理人員查看。
[0022]輸入裝置主要用于采集環(huán)境溫度，電池電壓，電池組電流等信息；通信裝置主要實現(xiàn)了 RS485和RS232通信，開關陣列用于選擇需要檢測的信號；IXD顯示裝置采用1.8寸彩屏用來顯示人機交互界面。信號處理器主要用于調(diào)理信號并進行AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理等。
[0023]開關陣列如圖1所示，通過ARM與MC74HC595通信來控制高壓光耦繼電器。和普通固態(tài)繼電器相比，光稱繼電器有速度快，噪聲小的優(yōu)點，AQff系列光稱繼電器可耐600 V瞬時電壓沖擊。相對于采用3/8線譯碼器控制的電路，每次只能檢測單節(jié)電池電壓來說，本實施例采用MC74HC595來驅(qū)動光耦繼電器，采用圖1的接法，即每節(jié)電池采用一個AQW210來控制監(jiān)測信號的閉合和斷開，使所有的信號接入可控制，而且可任意監(jiān)測多節(jié)電池的電壓，便于實現(xiàn)多節(jié)電池檢測的功能。本實施例采用虛地接法，避免了由于多節(jié)電池串聯(lián)而形成的高壓沖擊的危險。
[0024]本實施例使得蓄電池在檢測和控制方面更合理，延長電池壽命，輔助提高UPS設備安全性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
[0025]1.系統(tǒng)采用AQW210和MC74HC595組成快速開關陣列，可隨意測量一節(jié)或連續(xù)幾節(jié)電池的電壓；
[0026]2.主控芯片采用STM32F103VB，最快速度可達72MHz，內(nèi)置12位高精度AD轉(zhuǎn)換器；
[0027]3.實時高速檢測每節(jié)電池電壓，電池組電壓，環(huán)境溫度，電池組電流等UPS電池數(shù)據(jù)信息，通過軟件濾波和內(nèi)置算法，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析和辨別不良電池，并提醒管理人員更換電池；
[0028]4.根據(jù)用戶設置，當設備異常時發(fā)出聲光報警，并保存報警歷史記錄；
[0029]5.采用RS232和UPS通信，使用RS485與服務器通信。
[0030]整個系統(tǒng)的工作過程見圖3。
[0031]軟件濾波算法的原理是，每個模擬信號輸入通道經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換30次后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲并排序，丟掉前面1/5和最后1/5的數(shù)據(jù)，將中間留下的數(shù)據(jù)求平均即得到濾波后的穩(wěn)定AD值。
[0032]本系統(tǒng)有兩路霍爾傳感器輸入和一路電池組電壓輸入，能檢測高達500V的直流電壓。本實施例可快速測量24節(jié)O?36V單電池電壓，也可測量連續(xù)幾節(jié)電池電壓。通過RS485可組成網(wǎng)絡監(jiān)測多組UPS電池組。電池組電壓監(jiān)測范圍O?500V，兩路電流監(jiān)測±500A (可更換傳感器測量更大范圍)。兩路溫度傳感器監(jiān)測_50°C?100°C。I路RS485通信接口與服務器通信，I路RS232接口與UPS通信。1.8寸16位真彩IXD顯示，一個USBHOST可將系統(tǒng)數(shù)據(jù)導出到U盤。
[0033]設備安裝完成后，將本系統(tǒng)固定于機架上，從每節(jié)電池正負極引出連接線經(jīng)200mA保險絲后接入本系統(tǒng)，將霍爾電流傳感器穿在電池組供電線路上，然后接入本系統(tǒng)。將溫度傳感器置于電池組附近并接入本系統(tǒng)。系統(tǒng)運行后則循環(huán)檢測每節(jié)電池的電壓，電池組的電壓，電流以及環(huán)境溫度，CPU溫度等信息通過IXD顯示。同時對檢測到的數(shù)據(jù)進行計算以判斷是否有異常出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)異常系統(tǒng)發(fā)出聲光報警并通知遠程服務器。用戶可通過LCD查看系統(tǒng)運行狀態(tài)和歷時數(shù)據(jù)曲線，還可以導出數(shù)據(jù)到U盤查看。本實施例中，數(shù)據(jù)處理的具體流程如圖4所示。
[0034]上面結(jié)合附圖對本實用新型優(yōu)選實施方式作了詳細說明，但是本實用新型不限于上述實施方式，在本領域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
[0035]不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本實用新型不限于特定的實施方式，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電池檢測系統(tǒng)，包括主控芯片，以及與主控芯片電連接的輸入裝置，IXD顯示裝置，通信裝置，信號處理器和開關陣列單元，其特征在于，所述開關陣列單元包括與電池電連接的雙路高壓光耦繼電器和驅(qū)動雙路高壓光耦繼電器的高速CMOS驅(qū)動器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的IXD顯示裝置為1.8寸彩屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙路高壓光耦繼電器多個與一個高速CMOS驅(qū)動器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙路高壓光耦繼電器的切換速度為0.25?0.5 ms。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控芯片內(nèi)置12位高精度AD轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的LCD顯示裝置上設有USB 接口。
【文檔編號】G01R19/25GK203455402SQ201320547236
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】張振亮, 薛晨洋, 陳良, 沈鳴飛 申請人:蘇州元澄智能科技有限公司