I. Introduction
Les batteries d'accumulateurs, en tant que dispositifs couramment utilisés pour fournir une alimentation en courant continu, sont de plus en plus utilisées, en particulier dans les domaines de l'automatisation de l'alimentation électrique, du transport ferroviaire, des communications, des systèmes de production d'énergie solaire photovoltaïque hors ligne et de l'armée qui exigent une alimentation sans interruption. La tension de la batterie ainsi que le courant de charge et de décharge sont des indicateurs importants pour refléter les performances de la batterie, mais aussi des paramètres de jugement importants pour la charge et la décharge, de sorte que la surveillance de sa tension et de son courant est le lien entre la charge et la décharge raisonnables * de La batterie, la méthode de détection traditionnelle à l'aide d'un voltmètre et d'autres outils pour mesurer la valeur de la tension après avoir ajusté les paramètres de charge, il existe des problèmes tels que l'erreur humaine enregistrée est grande, la mauvaise temps réel, la mauvaise précision, l'enregistrement n'est pas scientifique, le coût de détection est élevé. L'introduction de la technologie micro - informatique a conduit à l'intelligence progressive du système de surveillance de la charge et de la décharge de la batterie, permettant une surveillance en temps réel de l'état de fonctionnement de la batterie. Mais parce que la présence de signaux d'interférence de potentiel de terre, de signaux d'interférence alternatifs introduits par l'alimentation de charge, etc., provoque souvent une Réinitialisation du MCU, une mauvaise acquisition du signal ou même un brûlage direct de la puce de commande principale, il est * nécessaire de choisir un schéma anti - interférence d'isolation du signal de force. Comment faire avec Guangzhou jinshengyang dans le schéma ci - dessousTransmetteur isoléModules pour mettre en œuvre des méthodes d'isolation des signaux perturbateurs, de variation des signaux et d'amélioration de la stabilité et de la fiabilité du système de surveillance.
II. Introduction aux transmetteurs isolés
Transmetteur isoléLes modules sont des modules de traitement du signal qui utilisent un schéma d'isolation électromagnétique pour transformer l'isolation du signal industriel non standard en signal industriel standard. Le module de transmetteur isolé Jinsheng Yang adopte une conception modulaire de petit volume, l'utilisateur peut l'utiliser directement sans ajouter de circuit périphérique, ce qui simplifie la conception du circuit de l'utilisateur, améliore l'utilisation de l'espace du PCB et facilite l'analyse des causes de défaillance et la maintenance par les clients. En raison de la technologie d'isolation électromagnétique à l'intérieur du module, les caractéristiques de dérive de la température, la linéarité, la précision, la vitesse de conversion et la durée de vie sont meilleures que l'isolation par couplage optique. L'entrée de signal et la sortie de signal du module, l'entrée d'alimentation et la sortie d'alimentation isolée (en option) sont isolées les unes des autres, avec des valeurs de résistance à la tension isolées allant jusqu'à 2500vdc, ce qui permet d'isoler efficacement les signaux perturbateurs. Par rapport à l'isolateur sur le marché a un volume plus petit, un coût plus bas, un degré d'intégration plus élevé et peut être soudé directement sur la carte PCB, ce qui simplifie considérablement la conception et l'installation du système d'acquisition et de contrôle du signal, améliore la stabilité globale et la fiabilité du système.
Caractéristiques du produit:
École sans réglage, peut être utilisé directement
Modulaire & petit volume
Dérive à très basse température (35ppm / ℃)
Classe de haute précision et haute linéarité (0,1% F.S.)
Isolation élevée (2500vdc / 60s entre les extrémités d'entrée, de sortie, d'alimentation)
Haute fiabilité (MTBF > 500 000 heures)
Qualité industrielle (plage de température de fonctionnement: - 25 ℃ ~ 71 ℃)
Iii. Introduction au schéma de principe du transmetteur isolé
Transmetteur isoléEst un dispositif électrique qui convertit le signal électrique mesuré en un signal électrique isolé électriquement les uns des autres dans une proportion linéaire. Comme le montre la figure II, le module de transfert isolé est divisé en quatre parties, une partie d'entrée d'alimentation, une partie de sortie d'alimentation isolée (option client), une partie d'entrée de signal et une partie de sortie de signal. Le principe de fonctionnement est que le signal testé est d'abord transformé par Modulation à travers un dispositif semi - conducteur, puis converti par isolation électromagnétique à travers un transformateur de signal, puis converti en signal désiré en sortie, tout en effectuant un traitement d'isolation de l'alimentation électrique du signal après isolation, garantissant l'isolation électrique entre deux bornes d'alimentation, sortie d'alimentation isolée, entrée de signal et sortie de signal, isolant ainsi efficacement les interférences de signal, permettant à la puce de commande principale de fonctionner de manière stable et fiable.
Iv. Application du transmetteur isolé dans le système de surveillance de la charge et de la décharge de la batterie
Lorsque la batterie est suffisamment chargée, elle fournira une alimentation directe à la charge continue de son étage arrière, la tension d'alimentation et le courant de la batterie diminuent progressivement avec la consommation d'électricité, si la charge n'est toujours pas réapprovisionnée après une limite inférieure à Zui, la batterie est très susceptible d'être endommagée en raison d'une décharge excessive; Et d'autre part, le chargeur charge la batterie après que la batterie est faible, la tension de la batterie augmentera progressivement avec le supplément de charge, si la tension de la batterie atteint une valeur limite et n'arrête toujours pas la charge, la batterie est très susceptible d'être endommagée en raison d'une surcharge. Par conséquent, la surveillance en temps réel de haute précision de la tension et du courant de la batterie est * nécessaire, sinon la batterie est extrêmement vulnérable aux dommages causés par une surcharge ou une décharge excessive.
Diagramme de bloc du système de surveillance de la charge et de la décharge de la batterie conçu pour nous, principalement par le chargeur, le circuit d'alimentation, la batterie, la charge DC, le circuit d'échantillonnage de tension et de courant, le circuit EMC, l'émetteur isolé, MCU、 Le circuit d'affichage, le circuit d'alarme, etc. sont constitués. Le rôle des sections est détaillé ci - dessous:
4.1 schéma d'alimentation du circuit de commande
Nous avons choisi l'alimentation du module AC - DC lh05 - 10b05 fabriquée par jinshengyang, qui alimente le module d'émetteur isolé, le convertisseur ad, le MCU et l'écran LCD. Ce module de sortie 5V, 1a, répond aux exigences de tension d'alimentation et de puissance et présente les avantages de la plage de tension d'entrée, du courant alternatif continu à double usage, de la faible consommation d'énergie, du taux, de la fiabilité élevée et de l'isolation de sécurité. Les produits sont sûrs et fiables, les performances EMC sont bonnes, les spécifications EMC et de sécurité répondent aux normes iec61000, ul60950 et iec60950, ont obtenu de nombreuses certifications UL, ce et autres.
4.2 schéma de circuit d'échantillonnage de tension et de courant
Pour la surveillance de la tension de la batterie, nous savons que la tension de la batterie commune est 24V et 12V, etc., afin de faciliter l'acquisition du signal de tension, nous avons adopté la méthode de tension divisée pour réduire la tension de la batterie dans la gamme 0 ~ 5V pour faciliter le traitement du signal; Pour la surveillance du courant de charge et de décharge, nous branchons un shunt dans la boucle de charge et de décharge et le shunt convertit le courant de décharge en un signal de tension millivolt pour faciliter le traitement du signal.
4.3emc schéma de circuit
La conception des circuits EMC est souvent une partie facile et extrêmement importante de l'isolation du signal. Nous savons que l'environnement EMC dans le réseau électrique dans les sites industriels est extrêmement difficile, il existe divers signaux d'interférence, et parce que la batterie est directement connectée au chargeur et à la charge DC via la même ligne, etc., les signaux d'interférence de la boucle d'alimentation (par exemple, interférence de surtension) peuvent être couplés avec la boucle de signal au circuit de traitement du signal de l'étage arrière, ce qui entraîne un dysfonctionnement ou des dommages au processeur de signal. Il est donc * nécessaire d'ajouter un circuit CEM avant d'isoler le signal pour absorber le signal perturbateur.
4.4 Programme d'isolation des signaux
Il a été constaté dans des applications pratiques que lors de la charge et de la décharge d'une batterie d'accumulateurs, si le signal n'est pas isolé, le signal perturbateur de la boucle d'alimentation est transmis directement au MCU de l'étage arrière par la voie de signalisation, ce qui entraîne une perte de signal ou même une mort du MCU. Et la méthode conventionnelle d'isolation du signal a deux types, l'isolation électromagnétique et l'isolation par couplage optique, l'isolation par couplage optique en raison de sa vitesse de réaction plus lente, de la précision de transmission n'est pas élevée et ne peut pas rendre le système de surveillance en temps réel et de haute précision pour la surveillance de la tension de la batterie et du courant de décharge, nous devons donc choisir un schéma d'isolation électromagnétique, ici nous avons choisi le module émetteur isolé fabriqué par jinshengyang pour réaliser l'isolation du signal interférentiel, le signal de transfert.
Dans la boucle de surveillance de la tension de la batterie, nous avons choisi le module de transmetteur d'isolement t6s6d - 3 pour envoyer le signal d'échantillonnage d'entrée 0 ~ 5V isolé à 0 ~ 3V pour faciliter l'acquisition ADC de l'étage arrière; Parce que les boucles de charge et de décharge de la batterie adoptent la même ligne, donc dans le circuit de décharge de la batterie, le signal de tension acquis par le shunt est positif et négatif, nous avons choisi le module transmetteur isolé tm6s6ap - 3 de jinshengyang, qui est capable de convertir la forme de la ligne de Signal variant de - 100mv à + 100mv en un signal de tension de 0 ~ 3V pour l'acquisition directe ultérieure par l'ADC.
Les avantages du choix de ces deux modules sont les suivants: d'une part, il est possible de réaliser une isolation électrique élevée des circuits d'échantillonnage d'entrée de signal et d'étage arrière (la tension d'isolation est de 2500 VDC / 60s), ce qui permet d'isoler efficacement les signaux d'interférence des circuits d'étage avant afin qu'ils n'affectent pas le fonctionnement normal du dispositif d'extrémité arrière; Deuxièmement, la précision de la transmission de ce module est de 0,1% f.s, ce qui peut répondre aux exigences d'échantillonnage de haute précision de l'ADC 12 bits, surveiller avec précision l'état de fonctionnement de la batterie; Encore une fois, l'émetteur isolé adopte une conception modulaire, aucun périphérique n'est nécessaire pour réaliser le signal ad qui n'est pas facile à acquérir (par exemple 0 ~ 5V, - 100mv ~ + 100mv) au signal facile à acquérir (0 ~ 3V) transfert isolé, ce qui simplifie considérablement la conception du circuit.
4.5 traitement des données, alarme de défaut et affichage de l'état
Le traitement des données utilise le MCU avec ADC intégré de haute précision, l'affichage de l'état utilise un tube numérique à 7 segments de circuit de cathode commune, principalement pour afficher la valeur de tension actuellement acquise et afficher les informations d'alarme. Alarme sonore lorsque la tension est inférieure à la valeur de consigne et dépasse la consigne.
V. Résumé
Batterie d'accumulateurs en raison de l'investissement important de l'État dans l'économie d'énergie et la protection de l'environnement a obtenu un développement rapide, de nouveaux types de batteries d'accumulateurs sont également en cascade, également sur la charge et la décharge de la batterie et la gestion scientifique des exigences plus élevées, la nécessité de connaître en temps réel le fonctionnement de la batterie de sorte que la gestion scientifique et rationnelle améliore l'efficacité de l'utilisation de la batterie et la durée de vie, ce qui facilite également l'application du système de surveillance de la batterie. Cependant, en raison de la présence de signaux perturbateurs dans les boucles d'alimentation sur le terrain pour diverses applications, il peut être impossible pour l'ensemble du système de surveiller le fonctionnement de la batterie en temps réel, avec précision et fiabilité, ou même d'endommager l'équipement d'instrumentation coûteux qui est suivi avec des pertes incalculables. Le module de transmetteur isolé fabriqué par jinshengyang possède des caractéristiques telles que l'isolation élevée, la précision et la linéarité élevées, la fiabilité élevée et la dérive à basse température, peut isoler efficacement les signaux perturbateurs et transformer les signaux, améliorant la stabilité et la fiabilité du fonctionnement du système.