蓄電池組在線監測維護系統的研究與設計

　　系統的一路可調電流放電控制是利用斬波技術來實現的。本系統使用了TI 公司的脈寬調制器TL494 來實現對MO S 開關的控制， 它的工作頻率為1 k H z ～300kHz，輸出電壓達40V，輸出電流達200mA，輸出控制可選單端或推挽式。12 位D/A 轉換器MAX508 輸出模擬電壓控制PWM 控制器TL494 的第3 腳，則從TL494第9 和10 腳便會輸出脈沖寬度受控的方波，以此方波為控制信號去控制MOS 管開關，結合電容和大功率電感便可實現連續可調的電流。其控制部分電路如圖4 所示。

　　圖4 PWM 控制電路。

　　本系統的特別之處是： 系統在CPU 的兩個串口基礎上實現了兩個RS232 接口，一個用于連接PC 機，另一個用于級聯另一個本系統，這樣用戶就可通過PC 機對系統進行遠程控制，并可將系統內存中記錄的數據讀取到PC 機，實時查看各項參數，對電池組性能進行監控。

　　通過另一個RS232 口將兩個本系統級聯可以使放電電流最大達到800A，以滿足更大容量電池組的要求。

　　該系統適用于標稱24V/ 48V 規格的蓄電池組， 主要性能指標如表1 所示。

　　表1 系統主要性能指標

　　3.2 軟件設計

　　系統的正常工作是硬件與軟件共同完成的。本系統下位機軟件采用C 語言編寫，采用模塊化的程序設計方法，主要包括初始化模塊、主程序模塊、電壓/ 電流采集模塊、放電控制模塊、通訊模塊、顯示模塊、數據記錄模塊、電池內阻測量模塊。下位機主程序流程圖如圖5 所示。

　　圖5 下位機主程序流程圖

4 系統抗干擾設計

　　由于系統的使用現場具有大功率高頻開關電源，電磁干擾比較嚴重。干擾的存在會影響整個單片機系統的可靠性與穩定性， 甚至會導致放電電流失控， 對蓄電池組及系統本身造成損壞，發生預想不到的事故。所以系統從軟件和硬件設計上都注重解決干擾問題。

　　系統硬件抗干擾措施主要有：⑴重要的控制信號線采用光電隔離技術; ⑵采用看門狗微處理器監控芯片MAX813;⑶模擬地與數字地分開，并通過電容與系統外殼相連;⑷兩個串口也采用光電隔離;⑸印制板在布局以及布線過程中區分了高頻與低頻部分，地線足夠寬;⑹各個電路模塊之間的信號線盡量短，并使用相互絞合的屏蔽線， 且屏蔽層良好接地。

　　系統軟件抗干擾措施主要有： ⑴采樣值取平均值，抑制突發干擾; ⑵設置軟件看門狗， 避免程序陷入死循環， 防止程序“跑飛”; ⑶采用軟件冗余技術。

5 結束語

　　不同環境下的實際運行表明， 采用8 位單片機DS80C320 為核心的蓄電池在線監測維護系統，具有較高的測量精度， 根據電壓和內阻綜合判斷蓄電池的性能，能準確地反映蓄電池的運行狀態， 及時報告故障信息，友好的界面使得用戶能方便地察看系統運行的實時參數， 通過設置權限可以在線修改系統參數和進行控制，取得了較好的應用效果。