一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鋰電池儲能柜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)。本實用新型包括采樣電阻、電流取樣電路、信號調(diào)理電路和微處理器；采樣電阻、電流取樣電路、信號調(diào)理電路和微處理器具有相同的參考地；采樣電阻的一端與參考地連接，采樣電阻的另一端與電流取樣電路連接，電流取樣電路與信號調(diào)理電路連接，信號調(diào)理電路與微處理器連接；電流取樣電路包括電阻和放大電阻、雙通道運算放大器、電源電容和外部電源；信號調(diào)理電路包括濾波電阻和濾波電容。本實用新型將儲能柜正弦波信號轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的信號，微處理器得到的電流值穩(wěn)定性高，提高了電量估算的精度。
【專利說明】—種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋰電池儲能柜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種適用于工頻變壓器的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池組被廣泛用于通訊基站后備電源、儲能柜、電動工具等常見設(shè)備。不同設(shè)備的電池組電流信號形式也有所差異，因此需要使用不同的方式進行處理。使用工頻變壓器的儲能柜，其電流波形為正弦波，變壓器在對電池充放電時，由于自身電路的特性，導(dǎo)致電池充、放電電流信號不是平穩(wěn)的，變成了正弦波形式，微處理器對此信號采集時就會有嚴重的波動，嚴重影響電量的估算；傳統(tǒng)的電流采樣方法的電流的波動較大，甚至需要非常復(fù)雜的算法才能得到其有效值，占用微處理器較多的資源。
[0003]目前還沒有有效的方案解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，本實用新型采用電流信號處理電路，將儲能柜正弦波信號轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)信號。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，包括:采樣電阻、電流取樣電路、信號調(diào)理電路和微處理器；
[0006]所述采樣電阻、所述電流取樣電路、所述信號調(diào)理電路和所述微處理器具有相同的參考地；所述采樣電阻的一端與參考地連接，所述采樣電阻的另一端與所述電流取樣電路連接，所述電流取樣電路與所述信號調(diào)理電路連接，所述信號調(diào)理電路與所述微處理器連接。
[0007]優(yōu)選的，所述采樣電阻的數(shù)量至少為I個。
[0008]更加優(yōu)選的，不同的所述采樣電阻之間為并聯(lián)。
[0009]更加優(yōu)選的，所述電流取樣電路與所述采樣電阻的同一點或不同點連接。
[0010]更加優(yōu)選的，所述電流取樣電路為信號放大電路，所述信號放大電路的放大倍數(shù)范圍是10?100。
[0011]更加優(yōu)選的，所述電流取樣電路包括電阻和放大電阻、雙通道運算放大器、電源電容和外部電源；所述采樣電阻的信號輸出端通過所述電阻與所述雙通道運算放大器的A通道的同相端相連，所述雙通道運算放大器的A通道的同相端再通過所述放大電阻接參考地，所述雙通道運算放大器的A通道的反相端通過所述電阻接參考地，所述雙通道運算放大器的A通道的反相端再通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的A通道的輸出端相連；所述采樣電阻的信號輸出端通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的同相端相連，所述雙通道運算放大器的B通道的同相端再通過所述電阻接參考地，所述采樣電阻的信號輸出端通過所述電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的反相端相連，所述雙通道運算放大器的B通道的反相端再通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的輸出端相連；所述雙通道運算放大器的負極與參考地相連；所述電源電容一端與所述雙通道運算放大器的正極和所述外部電源的正極連接，所述電源電容另一端與參考地相連；所述參考地均相連于同一點。
[0012]更加優(yōu)選的，所述放大電阻值為所述電阻值乘以放大倍數(shù)。
[0013]更加優(yōu)選的，不同的所述信號調(diào)理電路的連接關(guān)系為并聯(lián)。
[0014]更加優(yōu)選的，所述信號調(diào)理電路包括濾波電阻和濾波電容，所述濾波電阻的一端與所述電流取樣電路相連，所述濾波電阻的另一端分別與所述濾波電容的一端和所述微處理器相連，所述濾波電容的另一端接參考地。
[0015]更加優(yōu)選的，所述信號調(diào)理電路的輸出信號為所述電流取樣電路的輸出信號的有效值，所述有效值的計算公式是:被測的所述采樣電阻的電流的有效值X所述采樣電阻的電阻值X所述電流取樣電路的放大倍數(shù)。
[0016]本實用新型的工作過程是:通過采樣電阻得到與電流成比例的初始電壓信號，經(jīng)過電流取樣電路將微 弱的初始電壓信號放大，但是其仍然為正弦波；再通過信號調(diào)理電路將正弦波電壓信號濾波后，變成平穩(wěn)的電壓值，輸出給微處理器。
[0017]其中，被測的所述采樣電阻的電流的有效值，其中的有效值(Effectivevalue)為在相同的電阻上分別通以直流電流和交流電流，經(jīng)過一個交流周期的時間，如果它們在電阻上所損失的電能相等的話，則把該直流電流(電壓)的大小作為交流電流(電壓)的有效值，正弦電流(電壓)的有效值等于其最大值(幅值)的1/V^，約0.707倍。在正弦交流電流
電中根據(jù)熱等效原理，定義電流和電壓的有效值為其瞬時值在一個周期內(nèi)的方均根值。
[0018]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0019]本實用新型提供了一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，本實用新型將儲能柜正弦波信號轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的信號，微處理器得到的電流值穩(wěn)定性高，提高了電量估算的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1中示例性地示出了本實用新型的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖1中所示的附圖標記如下:1、采樣電阻，2、電流取樣電路，3、信號調(diào)理電路，4、微處理器；
[0022]電流取樣電路中Rl為電阻，R2為放大電阻，Cl為電源電容，5為雙通道運算放大器，6為外部電源；
[0023]雙通道運算放大器中V+為雙通道運算放大器的正極，V-為雙通道運算放大器的負極，-1NA為A通道的反相端，+INA為A通道的同相端，OUTA為A通道的輸出端，-1NB為B通道的反相端，+INB為B通道的同相端，OUTB為B通道的輸出端；
[0024]信號調(diào)理電路中R3為濾波電阻，C2為濾波電容。
【具體實施方式】
[0025]為了更好地理解本實用新型所解決的技術(shù)問題、所提供的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型的實施，但并不用于限定本實用新型。
[0026]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)。[0027]在優(yōu)選的實施例中，圖1示例性地示出了本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:采樣電阻1、電流取樣電路2、信號調(diào)理電路3和微處理器4 ；
[0028]所述采樣電阻1、所述電流取樣電路2、所述信號調(diào)理電路3和所述微處理器4具有相同的參考地；所述采樣電阻I的一端與參考地連接，所述采樣電阻I的另一端與所述電流取樣電路2連接，所述電流取樣電路2與所述信號調(diào)理電路3連接，所述信號調(diào)理電路3與所述微處理器4連接。
[0029]在更加優(yōu)選的實施例中，所述采樣電阻I的數(shù)量至少為I個；不同的所述采樣電阻I之間為并聯(lián)。
[0030]在更加優(yōu)選的實施例中，所述電流取樣電路2與所述采樣電阻I的同一點或不同點連接。
[0031]在更加優(yōu)選的實施例中，所述電流取樣電路2為信號放大電路，所述信號放大電路的放大倍數(shù)范圍是10?100。
[0032]在更加優(yōu)選的實施例中，所述電流取樣電路2包括電阻Rl和放大電阻R2、雙通道運算放大器5、電源電容Cl和外部電源6 ;所述采樣電阻I的信號輸出端通過所述電阻Rl與所述雙通道運算放大器5的A通道的同相端+INA相連，所述雙通道運算放大器5的A通道的同相端+INA再通過所述放大電阻R2接參考地，所述雙通道運算放大器5的A通道的反相端-1NA通過所述電阻Rl接參考地，所述雙通道運算放大器5的A通道的反相端-1NA再通過所述放大電阻R2與所述雙通道運算放大器5的A通道的輸出端OUTA相連；所述采樣電阻I的信號輸出端通過所述放大電阻R2與所述雙通道運算放大器5的B通道的同相端+INB相連，所述雙通道運算放大器5的B通道的同相端+INB再通過所述電阻Rl接參考地，所述采樣電阻I的信號輸出端通過所述電阻Rl與所述雙通道運算放大器5的B通道的反相端-1NB相連，所述雙通道運算放大器5的B通道的反相端-1NB再通過所述放大電阻R2與所述雙通道運算放大器5的B通道的輸出端OUTB相連；所述雙通道運算放大器5的負極V-與參考地相連；所述電源電容Cl 一端與所述雙通道運算放大器5的正極V+和所述外部電源6的正極連接，所述電源電容Cl另一端與參考地相連；所述參考地均相連于同一點。
[0033]在更加優(yōu)選的實施例中，所述放大電阻R2值為所述電阻Rl值乘以放大倍數(shù)。
[0034]在更加優(yōu)選的實施例中，不同的所述信號調(diào)理電路3的連接關(guān)系為并聯(lián)。
[0035]在更加優(yōu)選的實施例中，所述信號調(diào)理電路3包括濾波電阻R3和濾波電容Cl，所述濾波電阻R3的一端與所述電流取樣電路2相連，所述濾波電阻R3的另一端分別與所述濾波電容Cl的一端和所述微處理器4相連，所述濾波電容Cl的另一端接參考地。
[0036]在更加優(yōu)選的實施例中，所述信號調(diào)理電路3的輸出信號為所述電流取樣電路2的輸出信號的有效值，所述有效值的計算公式是:被測的所述采樣電阻的電流的有效值X所述采樣電阻I的電阻值X所述電流取樣電路2的放大倍數(shù)。
[0037]具體的實施例:
[0038]本實用新型的工作過程是:采樣電阻I將電池組充、放電初始電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，電流取樣電路2將初始電壓信號放大一定倍數(shù)，R2/R1為放大倍數(shù)；信號調(diào)理電路3將放大后的電壓信號進行濾波處理，并將正弦波信號變?yōu)槠溆行е?，微處理?對平穩(wěn)信號進行采樣，得到電壓的數(shù)字值，電流值=電壓值/ (放大倍數(shù)X采樣電阻值)。采用安時積分法對電量進行估算。
[0039]在充、放電時電流都流過采樣電阻時，電流方向是相反的，充、放電時采樣電阻上的信號是不同的，因此使用A通道對放電電流進行取樣，B通道對充電電流進行取樣。A通道取樣時，采樣電阻信號輸出端經(jīng)電阻Rl接到同相端+INA，同時同相端+INA經(jīng)電阻R2接參考地，反相端-1NA經(jīng)電阻Rl接參考地，經(jīng)電阻R2接到輸出端OUTA。B通道取樣時，采樣電阻信號輸出端經(jīng)電阻R2接到同相端+INB，同時同相端+INB經(jīng)電阻Rl接參考地，采樣電阻信號輸出端經(jīng)電阻Rl接到反相端-1NB，同時反相端-1NB經(jīng)電阻R2到輸出端0UTB。
[0040]以上通過優(yōu)選的和具體的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的基本原理之內(nèi)，所作的任何修改、組合及等同替換等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:采樣電阻、電流取樣電路、信號調(diào)理電路和微處理器；所述采樣電阻、所述電流取樣電路、所述信號調(diào)理電路和所述微處理器具有相同的參考地；所述采樣電阻的一端與參考地連接，所述采樣電阻的另一端與所述電流取樣電路連接，所述電流取樣電路與所述信號調(diào)理電路連接，所述信號調(diào)理電路與所述微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣電阻的數(shù)量至少為I個；不同的所述采樣電阻之間為并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流取樣電路與所述采樣電阻的同一點或不同點連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流取樣電路為信號放大電路，所述信號放大電路的放大倍數(shù)范圍是10?100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流取樣電路包括電阻和放大電阻、雙通道運算放大器、電源電容和外部電源；所述采樣電阻的信號輸出端通過所述電阻與所述雙通道運算放大器的A通道的同相端相連，所述雙通道運算放大器的A通道的同相端再通過所述放大電阻接參考地，所述雙通道運算放大器的A通道的反相端通過所述電阻接參考地，所述雙通道運算放大器的A通道的反相端再通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的A通道的輸出端相連；所述采樣電阻的信號輸出端通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的同相端相連，所述雙通道運算放大器的B通道的同相端再通過所述電阻接參考地，所述采樣電阻的信號輸出端通過所述電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的反相端相連，所述雙通道運算放大器的B通道的反相端再通過所述放大電阻與所述雙通道運算放大器的B通道的輸出端相連；所述雙通道運算放大器的負極與參考地相連；所述電源電容一端與所述雙通道運算放大器的正極和所述外部電源的正極連接，所述電源電容另一端與參考地相連；所述參考地均相連于同一點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述放大電阻值為所述電阻值乘以放大倍數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，不同的所述信號調(diào)理電路的連接關(guān)系為并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括濾波電阻和濾波電容，所述濾波電阻的一端與所述電流取樣電路相連，所述濾波電阻的另一端分別與所述濾波電容的一端和所述微處理器相連，所述濾波電容的另一端接參考地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的儲能柜電池電量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理電路的輸出信號為所述電流取樣電路的輸出信號的有效值，所述有效值的計算公式是:被測的所述采樣電阻的電流的有效值X所述采樣電阻的電阻值X所述電流取樣電路的放大倍數(shù)。
【文檔編號】G01R19/00GK203745618SQ201420070891
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】皮靂, 李振光 申請人:北京海特遠舟新能源科技有限公司