一種智能電源監(jiān)控系統(tǒng)的研究
2.4 饋線檢測及硅鏈調壓單元
由饋線檢測CPU板、開關量輸入板組成,實時檢測合母和控母的饋線開關狀態(tài)。通過開關量擴展口,可以檢測24路饋線。當出現開關變位或控母電壓越限時告警并通過硅鏈自動調節(jié)控母電壓(最多7節(jié)硅鏈凋壓)。通過調節(jié)饋線檢測板上電位器可校整控母電壓顯示值。
2.5 絕緣監(jiān)察及接地選線單元
由絕緣監(jiān)察檢測板和接地選線擴展板組成,主要功能是實時監(jiān)測母線對地電阻,自定位接地支路。當母線對地電阻低于告警設定值時,告警繼電器閉合;通過接地選線擴展口連接接地選線,最多支持24路選線。
3 關鍵電路單元設計
3.1 電流檢測電路
電池充放電電流的大小尤為關鍵。電路圖如圖1所示,因為是既檢測充電電流也檢測放電電流,故在小電阻上的電壓又是兩個方向,在電路檢測中用兩個通道分別檢測,這樣也便于分別進行信號的調理,同時也便于用A/D轉換器的一個輸入通道來測量。
3.2 合母電壓的監(jiān)測
合母電壓監(jiān)測電路如圖2所示。合母電壓流過電阻R16、R17、R54,在電阻R17上取樣,故而電阻R17應選用高精度電阻。R16和R54因為要比電阻R17大得多,又是出現在分母上,故而不必選用高精度電阻。LL的作用是抑制共模干擾??梢酝ㄟ^調節(jié)電位器Rp的大小來使所要監(jiān)測電壓的大小符合A/D轉換器輸入電壓要求。
3.3 A/D轉換
A/D轉換芯片采用TLV1544。TLVl544的主要特點是:寬范圍的單電源供電,VCC可為2.7~5.5V;芯片內部有著較高的轉換速率,轉換時間小于10μs;芯片提供4路外部輸入通道,通過編程給芯片不同的狀態(tài)字設置可以任意選擇4個輸入通道之一;芯片有4個端口作為同步串行接口,通過SPI總線的形式與微處理器連接;11位A/D轉換,足以滿足系統(tǒng)的要求。如圖3所示。
控制對從選定的通道中輸入的模擬信號的采樣開始。由高變低開始模擬輸入信號的采樣;由低變高使采樣和保持功能處于保持狀態(tài),并開始模/數轉換。獨立于輸入/輸出時鐘信號,當為高時,開始工作。為低的持續(xù)時間控制開關電容陣列采樣周期的持續(xù)時間。當不用時,接高電平。引腳(E0C)在A/D轉換結束時變?yōu)楦唠娖絹肀砻鬓D換完成。本單元通過查詢EOC電平來判斷是否轉換完成從而進行數據的讀取。
3.4 通信電路設計
整個系統(tǒng)內部通過RS485進行通信。具體電路如圖4所示。因為控制芯片都采用AT89C52,作為主監(jiān)控單元CPU只有一個串口,而其并口也沒有充分利用起來,故通過可編程串行接口芯片8250擴展串口,用并口來模擬串口。
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