基于C8051F041單片機(jī)的直流電源設(shè)計

變電站或電廠等操作電源中，直流電源是核心，而電池組在直流電源中有著重要的地位，因此，設(shè)置專門的電池管理系統(tǒng)(BMS) 是非常必要的。其基本作用是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)、管理電池的工作情況，以便最大限度地利用電池的存儲能力和延長循環(huán)使用壽命。

依靠在線監(jiān)測蓄電池的電壓和電流，合適的蓄電池管理裝置使BMS 具有防止蓄電池過電流放電(放電電流大于最大允許放電電流) 、欠電壓放電(放電過程中蓄電池電壓低于截止電壓) 、過電流充電(充電電流高于允許的最大充電電流)和過電壓充電(充電過程中蓄電池電壓高于發(fā)泡電壓) 的功能。這些限定值一般隨著蓄電池類型、蓄電池樣式、充放電電流、工作溫度和蓄電池老化程度不同而有所變化。

本硬件系統(tǒng)主要是通過軟件來實現(xiàn)對電池組或電池單體的電量、電壓、溫度等進(jìn)行監(jiān)測，并將檢測到的數(shù)據(jù)顯示出來及出現(xiàn)異常情況能及時報警。

電池管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

為了便于測量，首先分別對單體電池電壓進(jìn)行測量，然后用電流互感器和電壓互感器測量總電流和總電壓，并可根據(jù)需要任意選點測量電池溫度，再將測量到的數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)里，最后與CAN BUS 通信。系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖如圖1 所示。

測量電路設(shè)計

電池單體電壓測量電路設(shè)計
本系統(tǒng)采用HCNR200 光電耦合器作為隔離和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的信號傳遞采樣器件。電池單體的電壓測量電路如圖2 所示。

因此，輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系是線性的，與數(shù)碼管的光輸出特性無關(guān)。可通過調(diào)節(jié)R2 和R1的比值來調(diào)節(jié)基本隔離放大電路的增益。