一种基于ＣＰＬＤ的电池检测采样控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于ＣＰＬＤ的电池检测采样控制装置，包括：主控模块，控制终端，切换模块，ＤＡ转换控制模块，ＡＤ转换采样模块；所述的切换模块通过ＩＯ总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接ＤＡ转换控制模块的数字控制信号输入端，ＤＡ转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接ＡＤ转换采样模块的数字采样信号输出端，ＡＤ转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。相对现有技术优点在于：ＣＰＬＤ其内部逻辑门电路具有集成度高，可以通过内部编程实现实际应用中所需要的各种逻辑、时序信号。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池控制电路，尤其涉及一种基于CPLD的电池检测采 样控制装置。
技术介绍
二次电池检测技术是上个世纪九十年代以来发展较快的一项高新技术，它广 泛地应用于二次电池的品质检测，包括容量、寿命等。二次电池检测技术是随着 二次电池的广泛应用而产生，但它的迅速发展却是依赖于计算机和电子技术的发 展。随着现代电子技术的快速进步，特别是高性能电子器件的快速发展，二次电 池检测设备在技术上也发生了很大的改进。目前在传统的二次电池检测设备中，其电池采样和控制电路一般由AD、 DA 转换电路加上相应的电池选择电路来共同构成一个复杂的电路体系，实现对二次 电池的采样检测和控制。其中，电池选择电路一般由各种电子逻辑电路、开关电 路、锁存电路、电子编码/译码电路等组成，并以此完成相应的逻辑功能，这样 的电路结构，其器件延时较长，整个系统运输速度慢，对采样速度和控制效率产生很大的影响；同时系统实时性也很难提高；由于器件众多，系统的可靠性也由 此有所降低。此外，由于在二次电池检测设备中，电池的通道数量一般较多，最多可达 512路，有的甚至更多，所以其选择电路中所需的逻辑电路器件一般也较多，成 本高昂，设计是非常费事；而且该电路都具有专用的特点，当电池通道数量发生 变化时，往往需要重新对电路进行设计，大大地增加了开发的周期和费用。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，通过对 CPLD (可编程逻辑器件)内部进行编程便可以实现对多路电池的选择、采样和控制功能。本技术的目的可以通过以下方案实现 一种基于CPLD的电池检测釆样 控制装置，包括主控模块，用于控制各功能模块；控制终端，用于控制电池充放电；其特征在于，还包括切换模块，用于切换采样信号、控制信号、开关监控信号；DA转换控制模块，用于将数字控制信号转换成模拟控制信号；AD转换采样模块，用于将模拟采样信号转换成数字采样信号；所述的切换模块通过10总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，DA转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，AD转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。所述的切换模块包括CPLD模块，用于逻辑运算编程；光耦隔离模块，用于将输入输出信号进行光耦隔离；所述的CPLD模块的通过IO总线与主控模块连接，CPLD模块的逻辑信号端连接光耦隔离模块的逻辑信号端，光耦隔离模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，开关监控端连接控制终端的开关监控端。所述的电池检测采样控制电路可控制的电池通道数可为8、 16、 32、 64、 128、256、 512等典型数值，甚至可以更多；每一路控制电路分别由一组DA转换控制模块控制完成。本技术相对现有技术优点在于采用了具有高性能的CPLD，其内部逻辑门电路具有集成度高，可以通过内部编程实现实际应用中所需要的各种逻辑、时序信号。CPLD所具有的静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得其硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改，这样就极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性。 一块CPLD器件可以实现了原来众多的逻辑门、模拟开关、锁存器、译码器等简单逻辑器件，从而也大大减少了电路板上器件的数量，降低了成本，也减少了电路板的面积。附图说明图1是本技术的结构示意图2是本技术的光耦隔离模块电路示意图3是本技术的AD转换采样模块电路示意图4是本技术的DA转换控制模块电路示意图；图5是本技术的多路DA转换控制模块使用示意图。具体实施方式如图1所示，主控系统是一个基于ARM9的嵌入式操作系统，系统对被控 对象(二次电池)的作用有几个方面按照一定的组合(个、组、全部)电池进 行充/放电控制、实时采样电池的充/放电电流/电压、当电池充/放电完成或者异 常的时候停止并发出相应的警报信号。要实现以上的检测控制功能，有3个部分 电路基于AD模块的采样电路、基于DA模块的控制电路、开关量的监控电路。 而要实现对每个电池的精确控制，就要通过本技术所设计的CPLD电路模块 来对电池通道进行切换和选择。本技术所设计的CPLD电路模块通过10总线与主控系统连接，从主控 系统发出的控制信号在CPLD内部进行各种逻辑运算后输出，再经过光电隔离、 DA转换模块，最后实现对被空对象(二次电池)的控制。另外一方面，AD采 样模块在对电池进行电流/电压采样时同样需要电池通道切换选择电路的配合才 能实现。此外，系统中对开关量的检测和控制也通过CPLD来实现。应用中，根据设备电池数量及其控制方式对CPLD进行内部编程，使其输 出信号可以根据输入信号产生实际需要控制信号，实现对某个电池的检测和控 制。CPLD可以反复编程，其输入输出信号可以在实际应用中随时改变，可以很 方便的实现可重复应用，使得同一套硬件可以在不同的设备中应用。CPLD器件采用美国Xilinx公司生产的XC95144XL型的CPLD器件，它是 一款高性能、低价格和低功耗的工业级CPLD，其最高工作频率为178MHz，引 脚间的延时最小为5ns。光耦隔离器采用信号6N137的光电耦合器。AD转换采 样模块负责完成设备对所有被检测对象的电流电压采样，采用AD公司生产的 16位精度8通道AD转换芯片ADS8344,该芯片与主控制器采样串行SPI通信 方式，其最大采样速率为100kHz，芯片所支持的SPI串行通信最大通信时钟为 2.4MHz，可提供非常高速的模/数转换和数据传输服务。DA转换控制模块实现 对电池充放电电流/电压的输出控制，使之按照特定的电流/电压数值完成响应控 制。DA转换器采用的是Maxim公司生产的12位精度双通道DA转换器 MAX532，该芯片与主控制器采样串行SPI通信方式，最大通信实在为6MHz。如图2所示，IOin端为器件的输入信号端，IOout端为器件的输出信号端，5两端的供电系统是独立的。本电路采用的是反相隔离设计，即当输入信号为高电 平时，光耦输出的是低电平；当输入信号为低电平时，光耦输出的是高电平。为 了减少CPLD信号输出端的电流负载，降低CPLD的发热量，电路中加入了一 个带三极管T的触发电路，应用中当CPLD的输出端口为低电平时，三极管不 被触发，光耦原边的二极管不导通，其输出端为默认的上拉高电平；当CPLD的 输出端口输出一个电流很小的高电平信号时，三极管被触发导通，从而驱动光耦 的原边二极管导通，使其输入端产生需要的低电平信号。光耦隔离器的两端是两个互不相连的电源系统，所以即使一端信号受到了 干扰，其干扰是不会随着有效信号传到另一端的。在工业应用中，被控对象往往 会很容易收到各种干扰源的干扰，而这种设计可以非常有效地保证设备的核心控 制系统不会受到外部干扰的影响，是工业电路设计中常用的一个抗干扰设计方 法。如图3所示，U2是AD转换芯片ADS8344，器件左边为与微处理器通信的 SPI接口，其信号连接时都经过高速光耦器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＣＰＬＤ的电池检测采样控制装置，包括：主控模块，用于控制各功能模块；控制终端，用于控制电池充放电；其特征在于，还包括：　　　　切换模块，用于切换采样信号、控制信号、开关监控信号；　　　　ＤＡ转换控制模块，用于将数字控制信号转换成模拟控制信号；　　　　ＡＤ转换采样模块，用于将模拟采样信号转换成数字采样信号；　　　　所述的切换模块通过ＩＯ总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接ＤＡ转换控制模块的数字控制信号输入端，ＤＡ转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接ＡＤ转换采样模块的数字采样信号输出端，ＡＤ转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。

【技术特征摘要】
1、一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，包括主控模块，用于控制各功能模块；控制终端，用于控制电池充放电；其特征在于，还包括切换模块，用于切换采样信号、控制信号、开关监控信号；DA转换控制模块，用于将数字控制信号转换成模拟控制信号；AD转换采样模块，用于将模拟采样信号转换成数字采样信号；所述的切换模块通过IO总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，DA转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，AD转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬谦，梁明，
申请(专利权)人：广州电器科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]