CN107271919A - 蓄电池保有容量快速检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池保有容量快速检测方法及装置。方法包括以下内容：电流采集电路采集通过场效应管负载的电流大小，并传送到STC单片机，STC单片机通过PID算法输出PWM波控制场效应管负载的电流大小，使场效应管负载的电流稳定在所需的电流值，通过场效应管负载使待检测蓄电池恒电流放电，STC单片机通过电压放大电路采集蓄电池放电时的路端电压数值，在蓄电池以某电流值放电情况下，读取蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。本发明操作简单，检测速度快，省时省力，安全性高，极大地缩短基站无备用应急电源的时间，降低风险，能有效避免对蓄电池损伤。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池保有容量检测技术领域，具体涉及一种蓄电池保有容量快速检测方法及装置。
背景技术
在现有技术中，通讯系统的基站通常由市电供电，基站的电源电路中设置有蓄电池，用于在市电无法给基站正常供电的情况下，作为备用应急电源，以保持基站一直处于正常工作状态。
在使用过程中，蓄电池的保有容量会不断下降。当蓄电池的保有容量下降至较低数值时，即需报废，需要给基站更换新的蓄电池。因此，在实际工作中需要经常检测基站中蓄电池的保有容量。
在现有技术中，通常采用核对放电法检测蓄电池的保有容量。检测时，需要对蓄电池100％深度放电，对蓄电池损伤较大。检测程序繁琐，电池放电时间长，每次只能测量一节蓄电池，检测一节蓄电池的保有容量需要花费1个小时，而一个基站通常设置有多节蓄电池，完成整个测试需要耗费大量时间。同时由于检测过程中，需要将蓄电池与基站的电源电路断开连接，基站仅由市电供电，在无备用应急电源的情况下，存在较大风险。检测过程完全由人工操作，人工消耗极大，并存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种操作简单、检测速度快、省时省力、安全性高、极大地缩短基站无备用应急电源的时间、降低风险、能有效避免对蓄电池损伤的蓄电池保有容量快速检测方法。
本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种蓄电池保有容量快速检测方法，包括以下内容：电流采集电路采集通过场效应管负载的电流大小，并传送到STC单片机，STC单片机通过PID算法输出PWM波控制场效应管负载的电流大小，使场效应管负载的电流稳定在所需的电流值，通过场效应管负载使待检测蓄电池恒电流放电，STC单片机通过电压放大电路采集蓄电池放电时的路端电压数值，在蓄电池以某电流值放电情况下，读取蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
STC单片机通过两路以上的电压放大电路分别采集两节以上的蓄电池的路端电压数值，在这些蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这些蓄电池的路端电压的数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
STC单片机通过六路电压放大电路分别采集六节蓄电池的路端电压数值，在这六节蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这六节蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出这六节蓄电池的保有容量的大小。
上位机与多台下位机通过有线或无线网络连接，由上位机采集这些下位机检测到的蓄电池路端电压数值，并由上位机控制这些下位机的检测工作。
本发明的第二目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种操作简单、检测速度快、省时省力、安全性高、极大地缩短基站无备用应急电源的时间、降低风险、能有效避免对蓄电池损伤的蓄电池保有容量快速检测装置。
本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：一种蓄电池保有容量快速检测装置，包括场效应管、电流采集电路、STC单片机、光耦及电压放大电路，所述电流采集电路包括分流器及电流放大电路，所述电流放大电路的输入端与所述分流器连接，所述电流放大电路的输出端与所述STC单片机连接，所述分流器、所述场效应管及待检测蓄电池依次串联构成回路，所述STC单片机通过光耦与所述场效应管的G级连接，所述电压放大电路的输入端与单节待检测蓄电池连接，所述电压放大电路的输出端与所述STC单片机连接。
还包括上位机，上位机通过有线或无线网络与下位机的所述STC单片机连接。
所述STC单片机连接有显示电路。
所述STC单片机连接有显示通道选择电路。
本发明的有益效果是：本发明检测蓄电池的保有容量时，无需蓄电池100％深度放电，避免对蓄电池的损伤。本发明检测操作简单，检测速度快，10秒钟即可完成一个通讯系统基站的蓄电池保有容量检测，极大地缩短基站无备用应急电源的时间，降低风险。采用上位机可同时进行多个基站的蓄电池保有容量检测，极大的提高了工作效率。本发明极大的降低人工消耗，并有效降低了安全隐患。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种蓄电池保有容量快速检测方法，包括以下内容：电流采集电路采集通过场效应管负载的电流大小，并传送到STC单片机，STC单片机通过PID算法输出PWM波控制场效应管负载的电流大小，使场效应管负载的电流稳定在所需的电流值，通过场效应管负载使待检测蓄电池恒电流放电，STC单片机通过电压放大电路采集蓄电池放电时的路端电压数值，在蓄电池以某电流值放电情况下，读取蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
STC单片机通过两路以上的电压放大电路分别采集两节以上的蓄电池的路端电压数值，在这些蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这些蓄电池的路端电压的数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
作为优选，STC单片机通过六路电压放大电路分别采集六节蓄电池的路端电压数值，在这六节蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这六节蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出这六节蓄电池的保有容量的大小。该种方式可同时检测六节蓄电池的保有容量，极大的提高工作效率。
本发明可采用下位机独立测试，也可使用上位机采集数据及进行下位机的控制。上位机的使用，能极大的适应大型基站，大型蓄电池（组）的测试任务。
上位机与多台下位机通过有线或无线网络连接，由上位机采集这些下位机检测到的蓄电池路端电压数值，并由上位机控制这些下位机的检测工作。一台上位机可控制多台下位机。采用上位机模式时，PID稳流输出由下位机的STC单片机完成，数据的记录由上位机完成，下位机的选择由编码电路完成，能实现大量数据的快速分析与处理。设备的起停及采集工作由上位机的触发信号控制，一键控制，使用方便。
如图2所示，一种蓄电池保有容量快速检测装置，包括场效应管、电流采集电路、STC单片机、光耦及电压放大电路，电流采集电路包括分流器及电流放大电路，电流放大电路的输入端与分流器连接，电流放大电路的输出端与STC单片机连接，分流器、场效应管及待检测蓄电池依次串联构成回路，STC单片机通过光耦与场效应管的G级连接，电压放大电路的输入端与单节待检测蓄电池连接，电压放大电路的输出端与STC单片机连接。
参见图2，CH1-CH6为6路电压采集通道，具体电路形式为采用AD620精密放大器为核心的放大电路。输入电阻较大时，对蓄电池电压没有影响。输出电阻较小时，带负载能力较强。流器采用100A/75mV的标准分流器，电流放大电路采用AD620精密放大器为核心的放大电路。场效应管的G极接PWM OUT波，控制实际的放电电流。由于电流较大，可采用多个场效应管并联的方式。场效应管型号选择为IRF540N。光耦电路为集成的光耦合器件，型号为TPL521，用于提升单片机输出的PWM波电压。单片机工作电压为5V，场效应管的G极电压在4-11V之间，采用光耦隔离了场效应管负载与单片机，保证了单片机的安全，也达到了控制场效应管G极的目的。
工作过程中，K3或DI为高电平时，启动整个电路的测试工作。单片机的P1.0口输出占空比可调的PWM波，PWM波经过光耦提升电压后输出，输出的PWM波记为“PWM OUT”，“PWMOUT”信号输入到场效应管的G极，控制场效应管的工作状态，使蓄电池组进行放电，放电的电流值由分流器获取，经电流放大电路放大后传输到单片机的P1.1口，由P1.1口读取实际电流值。单片机内将实际的电流值I1与放电需求的电流值I0进行比较，采用PID算法，控制P1.0口PWM波的占空比，调节实际的电流值，使得I1=I0，实际的电流值保存在内存中，此调节过程在1.5秒时间内即可完成，调节速度非常快。在对蓄电池组放电的同时，采用了6路电压采集通道采集蓄电池组内每一节蓄电池的路端电压，6路电压的数值分别由单片机的P1.2-P1.7读取。读取的实际电流值I1与6路电压数值送显示电路，输出测量的电流和电压。
单片机端口的工作方式：P1.0口，用于输出PWM波；P1.1口，用于采集电流，内部有10位的ADC转换电路，将获取的模拟电流信号转换成数字信号，供单片机使用；P1.2-P1.7口，用于采集电压，内部有10位的ADC转换电路，将获取的模拟电流压信号转换成数字信号，供单片机使用；P0.0口，工作在数字输入状态，用于检测K3或DI发出的高电平信号；P0.1-P0.6，工作在数字输入状态，用于读取需要显示的电压通道。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种蓄电池保有容量快速检测方法，其特征在于包括以下内容：电流采集电路采集通过场效应管负载的电流大小，并传送到STC单片机，STC单片机通过PID算法输出PWM波控制场效应管负载的电流大小，使场效应管负载的电流稳定在所需的电流值，通过场效应管负载使待检测蓄电池恒电流放电，STC单片机通过电压放大电路采集蓄电池放电时的路端电压数值，在蓄电池以某电流值放电情况下，读取蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
2.根据权利要求1所述的蓄电池保有容量快速检测方法，其特征在于：STC单片机通过两路以上的电压放大电路分别采集两节以上的蓄电池的路端电压数值，在这些蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这些蓄电池的路端电压的数值，路端电压数值大小反映出蓄电池的保有容量大小。
3.根据权利要求2所述的蓄电池保有容量快速检测方法，其特征在于：STC单片机通过六路电压放大电路分别采集六节蓄电池的路端电压数值，在这六节蓄电池以某电流值放电情况下，分别读取这六节蓄电池的路端电压数值，路端电压数值大小反映出这六节蓄电池的保有容量的大小。
4.根据权利要求1所述的蓄电池保有容量快速检测方法，其特征在于：上位机与多台下位机通过有线或无线网络连接，由上位机采集这些下位机检测到的蓄电池路端电压数值，并由上位机控制这些下位机的检测工作。
5.一种蓄电池保有容量快速检测装置，其特征在于：所述蓄电池保有容量快速检测装置包括场效应管、电流采集电路、STC单片机、光耦及电压放大电路，所述电流采集电路包括分流器及电流放大电路，所述电流放大电路的输入端与所述分流器连接，所述电流放大电路的输出端与所述STC单片机连接，所述分流器、所述场效应管及待检测蓄电池依次串联构成回路，所述STC单片机通过光耦与所述场效应管的G级连接，所述电压放大电路的输入端与单节待检测蓄电池连接，所述电压放大电路的输出端与所述STC单片机连接。
6.根据权利要求5所述的蓄电池保有容量快速检测装置，其特征在于：还包括上位机，上位机通过有线或无线网络与下位机的所述STC单片机连接。
7.根据权利要求5所述的蓄电池保有容量快速检测装置，其特征在于：所述STC单片机连接有显示电路。
8.根据权利要求7所述的蓄电池保有容量快速检测装置，其特征在于：所述STC单片机连接有显示通道选择电路。
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