在《通信電源與空調集中監控系統的技術要求》中規定德國陽光蓄電池檢測裝置必須測量每只蓄電池的單體電壓。由于蓄電池串聯起來為通信設備供電,每只蓄電池對地的電位都不相同,其最高的共模電壓可達60V,對于一般的多路模擬開關、A/D轉換器來說,難以承受。因此,要對其進行測試,首先必須對浮地信號做共地處理或采取隔離措施。
傳統的比較成熟的測試方法是用繼電器和大電解電容器做隔離處理,其基本原理
控制與驅動電路。
傳統的單體電壓測試方法其基本的測試原理是:首先將繼電器閉合到A區,對電解電容充電;等到需要測該蓄電池的電壓時,把繼電器閉合到B側,將電解電容和蓄電池隔離開來,由于電解電容保持有該蓄電池的電壓信號,因此,測試部分只需測電解電容上的電壓,即可得到相應的蓄電池電壓。這種方法無需采用線性光隔離等比較昂貴的器件,具有原理簡單、造價低的優點。但是由于繼電器存在著機械動作慢,使用壽命短等缺點。實踐證明,根據這一原理實現的檢測裝置在速度、使用壽命、工作的可靠性方面都難以令人滿意。
針對以上不足,本文提出種硬件 直接相減的方法實現蓄電池單體電壓的檢測。硬件直接相減法的思想來源于數學上減法的概念。試想,如果用高差模增益的運算放大器將蓄電池上的高電位按比例壓縮,即:首先將n號蓄電池的高端電位按照R.VR.2的比例壓縮至模擬電子開關可以承受的程度,測量得到壓縮后的電壓值,然后由軟件將壓縮系數乘回去,即可得到n號蓄電池的高端電位,同理可得到第n號蓄電池的低端電位,然后通過軟件將兩者相堿,即可得到第n號蓄電池的單體電壓。從理論上分析這種方法是可行的,但在實際中卻難以實現。比如,40V的電位,通過測試精度為0. 1%的測試系統,其絕對誤差為士40mv,而38V的電位,通過同樣測試精度的系統,其絕對誤差為士38mv,兩者之間的絕對誤差累積為士78mw,顯然,其相對誤差達到8%,這樣,達不到通信電源監控系統的要求。因此,這種減法器的方法在工程上是不可能實現的,但其思想卻十分具有參考價值。如果能夠解決誤差的累積問題,就有可能得到滿意精度的測量結果。為此我們用兩片高差模增益放大器設計了一種硬件直接相減的電路,其原理電路ICL7650是差模增益高達10/mV的運算放大器,從而能夠保證運算放大器的同相輸人端和反相輸人端的電位相等,都等于地電位。R中為保證運算放大器工作的平衡電阻。Um為n號蓄電池
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