De alta Tensión de Medición diferencial

Question

Supongamos que queremos medir celda individual de voltaje de 12 de serie de celdas de la batería, lo que sería mi más económica de las opciones?

Solo el voltaje de la celda es 3V-4.2 V pero la pila puede ser de entre 2 a 12 células de alta.

Estoy buscando una solución para ser conectados a un microcontrolador ejecuta en 3V3. Tasa de actualización requisito es modesto en el rango de 10 hz para el conjunto de la pila.

Mi primera apuesta sería un amplificador de instrumentación con lo suficientemente alto rango de modo común de multiplexado de las respectivas uniones entre las células. Sin embargo, esto requiere un nivel suficientemente alto nominal del amplificador y el multiplexor. Puede alguien sugerir las piezas adecuadas o sugerir un mejor enfoque?

Por cierto, el voltaje de la celda de supuesto, debe ser muestreada por un ADC pero la resolución debe ser modesto de 8 bits en la mayoría de los.

Answer 1

Hay off-the-shelf soluciones a este problema, no es necesario meterse con los transformadores y circuitos exóticos. Usted puede tomar ventaja del hecho de que es mucho más fácil aislar una señal digital de una señal analógica y uso de la comunicación serial entre el microcontrolador y el monitor de la batería. Usted debe buscar un "multicelda de la batería de la pila del monitor". Como un ejemplo, la Tecnología Lineal LTC6802 puede controlar las tensiones de hasta 12 Li-ion células y proporcionar el voltaje de datos a través de una interfaz SPI.

Answer 2

No estoy seguro de si voy a quedar con suficiente precisión el uso de este método, pero me gustaría ir en esta dirección, primero por su sencillez. En cada punto de unión entre las baterías, la instalación de un divisor de voltaje a tierra en donde usted recibe 1/16 de la tensión total de la unión. En un máximo de 50.4 V esto daría como resultado un voltaje de entrada máximo su sistema de 3.15 V. a Continuación, puede utilizar un estándar de bajo voltaje mux o simplemente puede enviar a cada uno de los 11 puntos (o 12 si contamos tierra) directamente a su uController que tendría un ADC de 12 bits internamente capaz de multiplexado en esos 11 señales. Perdería los 4 bits de resolución debido a la 16X (2^4) divisor de tensión. El resultado final sería el de 8 bits que usted está después. El truco para esta configuración será muy apretado tolerancia de las resistencias.

Para medir el voltaje de cada celda, basta con tomar la tensión en los dos puntos a su alrededor y restar la alta de la baja.

Answer 3

Me gustaría mirar en poner un hoteles de microcontrolador a través de cada batería. Hay un montón de micros que se puede ejecutar desde de 3 a 4.2 V directamente, y tomar muy poca corriente. El micro iba a medir el voltaje de la celda, a continuación, enviar la información digitalmente a través de un opto-aislador.

La salida de todos los optos de todas las células sería en paralelo, cada uno ser capaz de tirar hacia abajo en la misma línea. El único truco que ser, pues, asegúrese de que sólo una micro envía sus datos a la vez. Esto se podría hacer con un paso de testigo esquema.

El micro en el suelo -, hace referencia a la celda puede ser accionado directamente por el controlador principal. Después de enviar sus datos, se podría afirmar de la señal de activación a la siguiente más alto de la célula. Este puede ser el nivel desplazado varias maneras. Mi primera reacción es el uso de un transistor en común-configuración de base, pero hay otras maneras también. El punto es que esto es barato y fácil de hacer, porque el terreno para el siguiente micro es el carril de la actual micro.

Una ventaja de este esquema es que usted puede apilar muchas células de este modo, todos con el mismo circuito de medición. La exactitud y la resolución es la misma para cada celda en la pila.

Answer 4

Mira esto, es probable que sea la mejor solución a su problema:

http://www.flyelectric.ukgateway.net/pic-balancer.htm

Mediante el uso de diodos de referencia y divisores de voltaje puede traducir y escala de cada voltaje de 0 a 3 años.3 V, donde se puede medir por el chip de la ADC.

Porque su chip probablemente no tiene 10 pines de entrada analógicos, puede utilizar un análogo demultiplexor.

Answer 5

La obvia método es el uso de una medición diferencial, pero para obtener una precisión aceptable con ese método es muy difícil.

Un vuelo de condensador sistema sería menos problemático potencialmente, pero en este caso, se requeriría de muy alta tensión interruptores.

Individual amplificadores de aislamiento son un poco caros, pero se trabajo con un mínimo de problemas.

Hay otro método posible: Si se conecta un transformador por canal a través de un diodo para cada celda, puede pulso el transformador y medir la forma de onda de voltaje en la conducción final para determinar el voltaje de la celda. Un par de repuesto de canales que pueden ser utilizados para la calibración (cero/Vref), por lo que necesitaría de 14 canales. Es un poco más de un proyecto, aunque.

Edit: Para ampliar el transformador idea, aquí es un Jim Williams (RIP) nota de aplicación AN112 describir en el contexto de la medición de la batería, y un diagrama de bloques esquemático de que UN. Utiliza BJTs conectado como diodo. El transformador es un Pulso de Ingeniería PA2100NL/PA2101NL.