一种多点电池电压实时监测装置制造方法及图纸

一种多点电池电压实时监测装置，包括上位机和多个分别对每一电池组中的各电池进行实时电压采集的检测装置，所述检测装置包括微电子检测单元、由多只多选一型多通道选择电子开关与多只耐高压的光耦开关相结合构成的二级开关选通结构的选通开关阵列、电压测量及Ａ／Ｄ转换单元。本实用新型专利技术由于采用由多只多选一型多通道选择电子开关与多只耐高压的光耦开关相结合的结构，利用光耦开关隔离地选通任一电池电压给Ａ／Ｄ转换单元测量，又利用唯一选通型的电子开关选通某一光电开关，既可以使Ａ／Ｄ读取到各电池的电压实测值，又使电池组中并联的各开关不会形成短路，确保了测量过程中的安全性，并保证测试装置能承受串联电路产生的高电压。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动监测设备，特别是一种用来同时监测多数组电池的电压的监测设备。
技术介绍
多电池串联电池组的电压测量方案通常是由开关选通各个电池电压供A/D模数转换器测量的方法。以往的串联电池组电压测量是靠体积大的继电器选通各电池电压供给A/D采样，这种测量方法使得整个控制电路体积大，耗电多和使用寿命有限。后来随着电子技术发展又有用电子开关(如4051或4067等)选通各通道电池电压测量。用电子开关能克服用继电器阵列带来的不足，但由于其耐压才几十伏，无法承受多个电池串联产生的高电压。由于各行业的需要，有些蓄电池使用单位要求对重要的机房中蓄电池(如某些大型计算机、电信变换机用备用电池)进行全天候监视，不允许其中电池有故障时继续使用。而这些单位对监视系统要求较高1、对测试系统不提供电源(即要求用非常小的能源即可完成监测工作)；2、体积小、重量轻；3、安全系数高，测量系统不可造成电池短路；4、电池有故障即报警提示；5、维护替换方便快捷等特点。用上述传统的测量方法无法满足如用多达48节12V电池串联的电池组中各电池电压监测(总电压达580VDC)。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题的存在，提供一种安全系数高、准确可靠的可承受多数个电池串联产生高压检测的适合于各行业中对电池检测要求的多点电池电压实时监测装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的一种多点电池电压实时监测装置，包括上位机和多个分别对每一电池组中的各电池进行实时电压采集的检测装置，其中各检测装置分别通过其串行通讯端口和上位机连接并由上位机读取检测装置所检测到的各电池电压的实时数据和进行数据存贮、数据整理分析、数据图形显示、数据打印、报警的处理，其特点是所述检测装置包括微电子检测单元(CPU)、选通开关阵列、电压测量及A/D转换单元，其中选通开关阵列为由多只多选一型多通道选择电子开关与多只光耦开关连接组成的二级开关阵列选通结构，微电子控制单元(CPU)循环地控制选通开关阵列将各对应电池的电压接通到电压测量及A/D转换单元并由电压测量及A/D转换单元读取对应电池的电压值和将其存入微电子控制单元(CPU)的缓冲区进行存贮，同时，微电子控制单元(CPU)又根据上位机发来的读取数据命令将其缓冲区内的各电池电压值传送给上位机进行相对应的处理。其中上述微电子控制单元(CPU)采用MEGA8515或AT89C51或PIC16C64或其它具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器、具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器、可编程的串行USART、可工作于主机/从机模式的SPI串行接口、具有独立片振荡器的可编程看门狗定时器、速度等级为0～8MHz的微电子控制集成电路。上述选通开关阵列包括多组分别由至少一只第一级多选一型多通道选择电子开关和至少二只第一级光耦开关组成的第一级选通开关阵列和至少一组分别由至少一只第二级多选一型多通道选择电子开关和至少一只第二级光耦开关组成的两级选通开关阵列，其中第一级多选一型多通道选择电子开关分别与微电子控制单元(CPU)、第二级多选一型多通道选择电子开关连接，且所述第一级多选一型多通道选择电子开关受控于微电子控制单元(CPU)和第二级多选一型多通道选择电子开关并控制各第一级光耦开关而将各对应电池通过对应的第二级光耦开关与电压测量及A/D转换单元连通，第二级多选一型多通道选择电子开关分别与微电子控制单元(CPU)、各第一级多选一型多通道选择电子开关及各第二级光耦开关连接，且所述第二级多选一型多通道选择电子开关受控于微电子控制单元(CPU)并控制各第一级多选一型多通道选择电子开关及各第二级光耦开关而将各对应电池通过相对应的第一级光耦开关与电压测量及A/D转换单元连通。上述第一级多选一型多通道选择电子开关采用CD4067或CD4051或MAX396或其它具有多通道选择的多选一型电子开关；上述第二级多选一型多通道选择电子开关采用CD4051或74LS138或MAX396或其它具有多通道选择的多选一型的电子开关或逻辑开关或其组合；上述第一级光耦开关和第二级光耦开关采用AC30或AA30或AC31或其它耐压高、负荷电流高、驱动电流低、导通电阻小的光耦开关。上述电压测量及A/D转换单元包括滤波电路、A/D转换集成块、高精度基准电源装置，其中A/D转换集成块采用AD7705或AD7710或AD7715或其它具有一个∑-ΔADC、片内带静态RAM的校准控制器、时钟振荡器、数字滤波器的一个双向串行通信端口的高精度A/D模数采样集成块，所述滤波电路由连接于各第二级光耦开关与A/D转换集成块两输入端之间的由电感L2、电容C11及电感L3、电容C12组成、其用于将各电池电压的交流部分滤除，高精度基准电源装置为由高精度基准电源IC10及其外围电路组成，其用于为A/D转换集成块提供高精度的基准电压，其中高精度基准电源IC10采用IRF192或AD780或AD580或其它具有高精度基准的集成电源。本技术由于采用由多只多通道选一型选择开关与多只耐高压的光耦开关相结合构成的两级开关选通结构的措施，利用耐高压光耦开关阵列的结构隔离地选通电池组中的任一电池电压给A/D转换单元测量，又利用唯一选通型的选择开关选通某一光电开关；此时只须微电子控制单元依序控制其不同的选通开关，就可以使A/D读取到各不同电池的电压实测值，使得电池组中并联的各开关不可能同时导通，保证了每时每刻每级开关只能够有一只动作处于闭合状态，不可能因为误动作而造成电池之间短路。确保了测量过程中的安全性。并保证测试装置能承受串联电路产生的高电压。同时用光隔离开关使测试装置测量过程对电池回路的影响减到最小(因为其绝缘电阻大)。此时再通过485总线将微电子控制单元与上位机连通就可以通过电脑界面实时看到各电池的即时电压，任何时区的电压变化曲线，查询历史数据等，从而达到本技术的目的。以下结合本技术详细描述本技术的基本结构及工作原理附图说明图1是本技术的组成结构示意图；图2是本技术的检测装置的结构组成框图；图3是本技术的检测装置的电路原理图；图4是本技术的开关选通方法结构图。具体实施方式如图1～图4所示，本技术所述的一种多点电池电压实时监测装置，包括上位机和多个分别对每一电池组中的各电池进行实时电压采集的检测装置，其中各检测装置分别通过其串行通讯端口和上位机连接并由上位机读取检测装置所检测到的各电池电压的实时数据和进行数据存贮、数据整理分析、数据图形显示、数据打印、报警的处理，其特征在于所述检测装置包括微电子检测单元(CPU)、选通开关阵列、电压测量及A/D转换单元，其中选通开关阵列为由多只多选一型多通道选择电子开关与多只光耦开关连接组成的二级开关阵列选通结构，微电子控制单元(CPU)循环地控制选通开关阵列将各对应电池的电压接通到电压测量及A/D转换单元并由电压测量及A/D转换单元读取对应电池的电压值和将其存入微电子控制单元(CPU)的缓冲区进行存贮，同时，微电子控制单元(CPU)又根据上位机发来的读取数据命令将其缓冲区内的各电池电压值传送给上位机进行相对应的处理。其中上位机和检测装置之间的通迅采用458总线，因为485总线具有连线简单、传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多点电池电压实时监测装置，包括上位机和多个分别对每一电池组中的各电池进行实时电压采集的检测装置，其中各检测装置分别通过其串行通讯端口和上位机连接并由上位机读取检测装置所检测到的各电池电压的实时数据和进行数据存贮、数据整理分析、数据图形显示、数据打印、报警的处理，其特征在于所述检测装置包括微电子检测单元（ＣＰＵ）、选通开关阵列、电压测量及Ａ／Ｄ转换单元，其中选通开关阵列为由多只多选一型多通道选择电子开关与多只光耦开关连接组成的二级开关阵列选通结构，微电子控制单元（ＣＰＵ）循环地控制选通开关阵列将各对应电池的电压接通到电压测量及Ａ／Ｄ转换单元并由电压测量及Ａ／Ｄ转换单元读取对应电池的电压值和将其存入微电子控制单元（ＣＰＵ）的缓冲区进行存贮，同时，微电子控制单元（ＣＰＵ）又根据上位机发来的读取数据命令将其缓冲区内的各电池电压值传送给上位机进行相对应的处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁洪楷，马东平，
申请(专利权)人：梁洪楷，马东平，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]