基于AD7606的SVG数据同步采集系统设计

静止无功发生器(Static Var Generator.SVG)系统中需要对电网和装置的多路信号进行同步数据采集,针对数据采集卡硬件成本高及电网数据采集不同步的问题,基于数字信号处理器TMS320F28335和2片模数转换芯片AD7606,设计了一种十六通道电压、电流、温度信号同步采集系统,详细介绍了该系统的信号调理电路、温度采样电路、锁相环倍频电路、TMS320F28335与AD7606接口电路的设计,最后搭建实验平台对系统进行测试。实验测试表明,该信号采集系统可以精确采集系统的电压电流及温度信号,数据转换结果精度高,误差小,满足装置高精度同步采集数据的要求。     

用于三相标准电能表的高精度数据采集系统

用电负荷的大范围波动导致传统电能表计量误差很大。本文设计了一种应用于0.05级三相标准电能表的数据采集系统,该系统由高精度数据采集电路和FPGA搭建而成。高精度数据采集电路由信号调理电路和24位A/D转换器组成,采样率高达52.73kHz,满足了系统采集精度的要求。采集系统的精度通过采集直流电压信号进行测试,误差小于0.02%。     

智能型断路器的多路高速数据采集系统的设计

为了满足智能型断路器数据采集准确性和快速性的要求,提出一种利用VisualBasic(VB)设计的高速数据采集系统。上位机采用VB高精度性能定时器进行数据采集的设计,利用多路继电器控制电路以及PA90功率放大电路实现多路高速数据信号的采集。多路继电器控制系统可以快速准确实现数据通道的选择,用来控制外界信号源的切换,功率运算放大器电路避免了信号的失真和漂移。试验结果表明,数据采集的速度可达100μs,通过信号调理电路输出电压的纹波较小,使电压信号的误差在允许的范围内,系统具有较高的准确性和快速性,满足数据采集的要求。     

高精度锂离子电池电压采集系统设计

针对锂离子电池组单体电池电压采集精度问题,设计了优化的串联电压采集系统。该系统首先通过光耦电路将电池动态加载到母线上,然后利用74HC595移位控制寄存器采集单体电池电压,再经信号转换、隔离电路处理,最后由S TM32F103ZET6 AD模块处理。与一般的电压采集系统相比,设计的电压采集系统硬件电路更为简化,软件操作简单,所测电压误差均值、方差更小,单体电压测量精度在4 mV以内。系统稳定性更好,采集精度更高,有广泛的工程适用价值。     

一种高精度温度采集系统

为了实现水温的精确测量,设计了一种高精度温度采集系统,采用铂电阻作为温度传感器,在对其温度系数进行精确校准之后,采用测量电桥和仪表放大器实现了信号的高精度转换和放大,并给出了温度与电路输出电压之间的计算公式。采用20位∑-Δ型串行模数转换器完成了数据采集,保证了温度测量系统的高分辨率。测试结果证明该温度采集系统的不确定度达到了0.001℃。     

动力电池管理系统数据采集模块设计

基于AT89C51CC03单片机和电池组监控芯片LTC6803设计了动力电池管理系统数据采集模块的硬件电路和软件实现,详细阐述了MCU模块和电压采集模块等7个主要模块,给出了电压和电流等信号的测量电路,以及RS232和CAN通信的电路原理图,实现了电压等信号的精确采集,电池组的参数信息通过CAN总线传送到整车控制器和电子控制单元。绘制了数据采集的主程序设计流程图,介绍了电压信号采集的软件实现,给出了温度测量子程序,并分析了数据采集模块的实际价值。     

车载电池集中管理方案设计

设计了一种车载动力电池组的管理系统,可以使用一个微控制器集中采集多路电池的电压和温度,给出了硬件方案。详细的介绍了通过多路线性光耦器件HCNR201,实现电压检测的设计思路,并给出了Saber仿真验证电路模型和软件算法框图。实验结果验证了电池集中管理方案的可行性、高精度和低成本性。     

基于电桥的高精度电阻测量系统的设计与实现

针对现有的电阻测量仪器和设备对于电阻测量的精度不高以及价格昂贵的问题,设计了一款基于电桥的高精度电阻测量系统。系统采用电桥电路作为测量电路,利用STM32F103RBT6单片机作为控制核心,主要通过基准电压电路和A／D模块电路实现测量电阻数据的采集与模数转换,同时,为了实现对电阻的高精度测量,通过硬件去耦滤波和软件数字滤波及误差补偿2种方式共同减小了接触电阻、导线电阻以及其他各类噪声的影响。系统在测量电阻时可以通过液晶显示六位有效位数字,即精度可达到十万分之一,分辨率为1mΩ;它具备电阻测量的操作简单、数据采集稳定、灵敏度高和成本低廉等特点,可以对各类电阻包括精密电阻的阻值测量,并且适用于应用于实验、维修和工程开发等多种场合。     

箱式储能系统及电热性能

开展了500 kWh集装箱式锂电池储能系统集成设计及研制。研究了储能系统静态下电池单体、电池模块、电池簇的电压和内阻一致性,以及储能系统额定功率充放电过程中电压、电流和温度特性。静态下储能系统单体电压极差8 mV,电池模块电压极差93 mV,内阻极差0.41 mΩ,电池簇电压极差150 mV,内阻极差17.63 mΩ;充放电过程中储能系统簇间电流极差6.8 A,电压极差3.0 V,电池最大温升15.0℃,最大温差5.0℃。研究结果可以为大容量集装箱式锂电池储能系统电池组性能评价提供参考。     

动力电池组电压采集及均衡控制策略研究

动力电池组是纯电动汽车的唯一动力来源,是整车的能源核心。对于正在运行的电动汽车,其电池管理系统需要实时监测电池组各单体电池电压,并以此实现电池单体之间的均衡控制。文章完成了基于LTC6802的十二节电池电压采集板的设计,并实现了电池组内均衡控制电路的设计。测试实验论证该实验板电压采集精度能够达到99.5%,均衡电路能够快速准确的实现单体电池之间的均衡。     

一种单体电压"镜像"采集电路设计

提出了一种适合于卫星电源系统应用的电池单体电压采集电路,其能够支持任意节电池串联.核心电路为电压映射电路,此电路利用变压器将每节单体电压映射到统一的电平,去除了原始单体电压带有的高共模特性,从而方便用多路选择器和模数转换器直接对多个单体的电压进行采集.并且该电路拓扑具有模块化的特点,只需要根据电池串联节数增减电压映射电路的数量即可.经仿真和实验验证,此电路对电池单体电压的采集误差小于3 mV,能够满足绝大多数电池管理系统的需求.     

防爆锂电池车主从分布式电池管理系统的研究

针对防爆锂离子蓄电池车辆应用工况以及煤矿相关标准,设计了一款采用主从分布式方案、适用于防爆锂离子蓄电池车辆的电池管理系统。硬件电路主要包括:电压、温度采集电路,供电电路和通信电路;软件主要包括:电压、温度采集,主动均衡控制和电池荷电状态(SOC)估计;建立了人机交互界面,进行了模拟工况实验。结果表明,该系统均衡效果明显、测量误差小、SOC估算准确。     

空间用宽温度范围电池单体电压采集补偿算法

针对空间用锂离子蓄电池组高精度的采集需求,提出了一种温度补偿的算法。在硬件滤波架构的基础上,将采样误差解耦为非温度相关的系统偏差和器件温度系数引起的误差两方面,通过软件算法进行线性修正和温度补偿,其中各个采样通道的线性修正算法采用相互独立的修正参数以达到更好的修正效果,温度补偿算法则在不同通道中采用相同的温度修正参数。此方法简单可靠,具有较强的可操作性,所有补偿通过软件实现,适用于任意串联节数的锂离子蓄电池组。经仿真和实验验证,此电路在-35～70℃对电池单体电压的采集误差小于2 mV,能够满足空间电池管理系统的需求。同时,本温度补偿方法也适用于其他宽温度范围的参量采集领域。     

以智能传感器为核心的动力电池监测终端设计

以智能传感器MM912J637为核心,设计了电动汽车电池监测终端,可完成电池电压、电流、温度的高精度同步采集.在此基础上,使用开路电压法、安时法、卡尔曼滤波法相结合的SOC评估算法,实时估计电池的剩余电量.所有的实时监测结果通过LIN网络传送.单体电池电压测量通道使用高共模电压差分放大器,代替了传统飞电容法隔离电路,简化了电路结构.系统中所选元件符合汽车工业标准,工作温度范围宽达-40～125℃,与工业EMC标准兼容,可适应恶劣的车载环境.     

电动汽车锂离子动力蓄电池单体电池管理控制器LECU设计

对电动汽车锂离子动力电池单体电池进行监测、电压均衡和保护,能够防止电池过充放电、延长其使用寿命、提高整车动力性。该文设计了动力蓄电池单体电池管理控制器LECU。该系统内部建立在SPI总线的基础上,主要由多通道电池监测IC、主控芯片MCU、温度检测电路、电源模块以及CAN模块组成,具有接线简单、控制效率高、抗干扰能力强,易于与整车控制网络相兼容等优势。     

基于DSP和OZ890的电池管理系统设计

从设计要求和功能出发,设计了一种用于混合动力汽车的电池管理系统。其中硬件系统包括：电源模块、基于OZ890的单体电压采集电路和12C通信电路、基于DSP的RS232串口通信和CAN通信等电路的设计;软件系统包括：利用周期中断和下溢中断实现数据采集处理、SOC估算和各种通信程序。     

基于LED光供电的高压设备温度在线监测系统

针对高压设备无线测温装置供电困难问题,设计了一种由低压侧LED光源供电的新型温度在线监测系统。系统使用LED所产生的光能经太阳能电池光电转换后为高压侧无线测温装置供电,以保证其可靠运行。设计了LED两级可PWM调光恒流驱动电路,为LED提供了恒定电流的同时保证了输入端高功率因数。无线测温装置利用热敏电阻PT1000采集温度信号,并通过ANT无线模块进行数据传输,兼具高精度测量和低功耗优势。实验测得无线测温装置在3.3 V供电电压下的平均消耗电流约7.24 m A,驱动电路在满PWM占空比下输出电流为584 m A,在70%PWM占空比下的工作状态为兼顾高压侧电路可靠运行与节约电能的最佳状态。     

基于CAN总线的电动车动力电池组采集系统设计

电池特性决定了电池SOC和电池劣化程度的预测成为电动汽车开发的一个难点,对电动汽车用动力电池组数据采集是研究电池组性能的前提。研究了CAN总线在电动汽车电池采集系统的应用,主要介绍了用于电动汽车动力电池采集系统的软硬件设计,以及LabVIEW上位机软件编程,对采集数据进行传输、存储和分析。通过模拟工况测试,采集电池的电压、电流、温度等参数,并给出了电压和电量变化曲线。研究证明,此方法能简单而精确地采集电池的状态参数,为动力电池技术的发展提供可靠的实验数据,为分析锂离子电池各个方面的性能以及维护提供一些基础数据。     

动力电池PACK状态监测系统设计与实现

针对电动汽车动力电池PACK,设计并实现了一种基于STM32F103ZET6芯片的状态监测系统。采用模块化的思想设计了系统的硬件电路,对器件型号选择和参数确定做了详细的说明;采用自顶而下的方法编写了系统软件程序,并对软件设计做了具体的阐述。实验结果表明,该系统可以实时、准确地监测电池单体电压信息和温度信息,单体电压最大误差≤1.5 mV,温度误差≤0.5℃,远优于电动汽车电池状态参数测量精度要求的国家标准,保证动力电池的安全使用和高效利用。     

一种新颖的高压带隙电压基准源

设计了一种新颖的高压带隙电压基准源。相对于传统高压基准产生电路,通过采用电阻二次分压技术,并将带隙基准核心电路置于内部校准电压下工作,实现了高精度,高PSRR的基准输出,可以作为高压芯片内部基准源。整个电路采用TSMC 0.6μm 15V BCD工艺实现,利用Cadence Spectre进行仿真,仿真结果显示,该电路所产生的高压基准具有低温度系数和高电源抑制比。