多功能剩余电量检测仪设计及产品化

摘 要：随着科技进步，蓄电池广泛运用于生活与生产当中，已成为当今社会必不可少的一部分。为达到快速检测的效果，文章设计了蓄电池容量检测系统，提出了恒流放电一端电压测量法，对蓄电池的剩余容量及性能进行检测。

关键词：蓄电池；容量；电子负载；恒流放电

1 概述

电池是在不同类型的电池的世界上最大的生产中，最广泛使用的电池的数量，电池的性能将直接关系到电气设备的正常运行。

电池独立：运用恰当的货物放电电流继续设置较高的放电电流连续电流，需要一定的时间，电压U的值后测得的电池，由计算剩余容量和存储容量SOC之间的通信微控制器蓄电池端电压U。电池电流模型电流的SOC的电池电压U直接连接到电池容量曲线的端电压。

开始时刻电池拆卸，当电池负载电流保持恒定迅速进入从状态开路电压的负载电压的状态下，以类似的SOC的变化的SOC的开路的电压之间的电池端电压差。

2 系统硬件设计

2.1 系统结构

单片机控制系统为核心，低功耗高性能的处理器模块的显示系统的结构。包括核心模块，电源模块，转换器，模拟到数字转换模块，数据处理模块，液晶显示模块部模块加载。下面分别介绍。

（1）单片机：是整个系统的控制和数据处理中心，完成采集到的电压与剩余电量SOC的关系转换。（2）模数转换模块：A/D转换电路的作用主要是把采集到的蓄电池电压信号和电子负载电路电流信号转换成数字信号送到单片机，完成模拟信号和数字信号的转换。（3）恒定电流负载模块：利用电子技术实现恒负载放电，主要用于测量电池的时间很短，并要求以处理大的放电电流。（4）键模块：改变电池的放电电流恒定的大小，并可以削减电池的负载电路，抗过放电后的最终过开始前测试和测试。（5）显示模块：检测到的电压和电流SOC立即显示在LCD屏幕上。（6）电路报警：当电池是非常低的检测到报警。（7）主要测量的电池12伏铅酸电池。

总结：首先，按照与参考电压输入负载的电子调节的实际大小设置，然后控制电池的放电电流由该按钮的大小确定为设定放电电流值，通过D/A转换器的微控制器。其次，在负载放电恒流微控制器的开头检测到输出电流是恒定的，如果调节D/A输出电压，然后调节电池的放电电流的大小，以达到一定值时，按照恒定的电池放电电流测试。同时，通过在A/D转换器购买电池端电压的微控制器，如果检测到开始电池的端电压低于预定的尺寸切割电压（10，8V）中，然后切割成停止常数比负载放电电流。最后，收集通过试验处理的微控制器的数据参数的液晶屏。

2.2 主控芯片选择

控制器主选择德州仪器功耗16位超低芯片高性能的MSP430 MCU特别是MSP430F2418模式，芯片集成了各界模拟模块和具有处理速度快，丰富多样的功能的片上资源，方便等优势发展数字电路。芯片的低功耗，广泛应用于便携式仪器。

2.3 电子负载恒流电路设计

系统直流负载电子模拟负载电流，负载的电子恒流，恒压，持续性等车型，该系统设计只需要继续使用的电流的方式来满足其当前稳定电子基本负载电流位于电流值保持恒定和输入电压的推导的大小。

工作原理：R1为输出端大功率采样电阻，受热情况下其阻值改变不大。Vtest是蓄电池接入端的测试点，Uda的值由按键设置后由单片机自带的数模转换器输出，经R2和R3分压后，电压为U1，则采样电阻R1端电压U0=Up=Uda*R3/（R2+R3），输出电流I=U0/R1，I即为设定的电流值。当I增加时，R1的分压即集成运放的反相输入端Un也增加，从而集成运放OP07输出端电压减小，即MOS管栅极电压减小，导致场效应管Q1导通量减少，进而R1端分压减小，引入的负反馈最终使Up和Un相等，维持动态平衡。由此，R1上的压降恒定，流过R1的电流恒定。同理，当Vtest减小时，R1压降减小，Q1导通程度增大，R1上压降相对提高，最终实现Up=Un，从而实现负载稳定输出电流I达到动态平衡。

3 系统软件设计

实现以下主要功能的核心：

（1）设置在电池放电恒流模式设置和尺寸和下载时间。张贴在单片机通过某些关键标准，微控制器通过D/A芯片对应于该负载控制电路的模拟数字输出端转换。

（2）当前的生产样品和电池电压数据处理，并且在LCD上显示出来。单片机通过A/D芯片将在电流和电压值被收集进行处理并发送至SOC液晶屏，I，U，R和性能的好坏。

（3）当电流过大时，单芯片过电流驱动快速启动蜂鸣器报警信号，并降低了D/A输出电压，以减少电流的电子负载的电路，过载保护。程序设计是模块化设计。

仪表系统，最重要的功能是将电池的剩余容量将被迅速测以验证其估计的使用寿命，易于维修人员来检测。

4 实验数据分析

该设计仍然电池容量检测系统具有恒定负荷前的性能测试的连续流动的功能，设置的电流放电的大小，分别通过开关一组获得的数据。实验结果表明，恒流负载可以实现这个功能，可以治疗的电池测试以实现连续放电功能。

一系列的12伏，75Ah对电池，铅酸测试，获得2A的放电电流，通过电池的微控制器铅酸张力终端和模型之间的对应关系的剩余容量保存获得的。

如果电池12V铅酸放电端电压（10.5±0.5）V或更高时，电池不放电的电荷和电池必须立即充电，防止过放的电池寿命切割。对额定容量大约80%的释放一般维护经验是适当的。目标是使铅酸蓄电池的正极活性物质粒子的内部保留更多的铅O2，延长电池寿命，提高了充放电的效率。

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