CN201434904Y - 一种基于cpld的电池检测采样控制装置 - Google Patents

一种基于cpld的电池检测采样控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201434904Y
CN201434904Y CN2008202062040U CN200820206204U CN201434904Y CN 201434904 Y CN201434904 Y CN 201434904Y CN 2008202062040 U CN2008202062040 U CN 2008202062040U CN 200820206204 U CN200820206204 U CN 200820206204U CN 201434904 Y CN201434904 Y CN 201434904Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
control
sampling
conversion
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008202062040U
Other languages
English (en)
Inventor
陈敬谦
梁明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vkan Certification and Testing Co., Ltd.
Original Assignee
GUANGZHOU ELECTRICAL EQUIPMENT SCIENTIFIC RESEARCH INST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU ELECTRICAL EQUIPMENT SCIENTIFIC RESEARCH INST filed Critical GUANGZHOU ELECTRICAL EQUIPMENT SCIENTIFIC RESEARCH INST
Priority to CN2008202062040U priority Critical patent/CN201434904Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201434904Y publication Critical patent/CN201434904Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本实用新型公开了一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，包括：主控模块，控制终端，切换模块，DA转换控制模块，AD转换采样模块；所述的切换模块通过IO总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，DA转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，AD转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。相对现有技术优点在于：CPLD其内部逻辑门电路具有集成度高，可以通过内部编程实现实际应用中所需要的各种逻辑、时序信号。

Description

一种基于CPLD的电池检测采样控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种电池控制电路，尤其涉及一种基于CPLD的电池检测采样控制装置。
背景技术
二次电池检测技术是上个世纪九十年代以来发展较快的一项高新技术，它广泛地应用于二次电池的品质检测，包括容量、寿命等。二次电池检测技术是随着二次电池的广泛应用而产生，但它的迅速发展却是依赖于计算机和电子技术的发展。随着现代电子技术的快速进步，特别是高性能电子器件的快速发展，二次电池检测设备在技术上也发生了很大的改进。
目前在传统的二次电池检测设备中，其电池采样和控制电路一般由AD、DA转换电路加上相应的电池选择电路来共同构成一个复杂的电路体系，实现对二次电池的采样检测和控制。其中，电池选择电路一般由各种电子逻辑电路、开关电路、锁存电路、电子编码/译码电路等组成，并以此完成相应的逻辑功能，这样的电路结构，其器件延时较长，整个系统运输速度慢，对采样速度和控制效率产生很大的影响；同时系统实时性也很难提高；由于器件众多，系统的可靠性也由此有所降低。
此外，由于在二次电池检测设备中，电池的通道数量一般较多，最多可达512路，有的甚至更多，所以其选择电路中所需的逻辑电路器件一般也较多，成本高昂，设计是非常费事；而且该电路都具有专用的特点，当电池通道数量发生变化时，往往需要重新对电路进行设计，大大地增加了开发的周期和费用。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，通过对CPLD(可编程逻辑器件)内部进行编程便可以实现对多路电池的选择、采样和控制功能。
本实用新型的目的可以通过以下方案实现：一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，包括：主控模块，用于控制各功能模块；控制终端，用于控制电池充放电；其特征在于，还包括：切换模块，用于切换采样信号、控制信号、开关监控信号；DA转换控制模块，用于将数字控制信号转换成模拟控制信号；AD转换采样模块，用于将模拟采样信号转换成数字采样信号；所述的切换模块通过IO总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，DA转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，AD转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。
所述的切换模块包括：CPLD模块，用于逻辑运算编程；光耦隔离模块，用于将输入输出信号进行光耦隔离；所述的CPLD模块的通过IO总线与主控模块连接，CPLD模块的逻辑信号端连接光耦隔离模块的逻辑信号端，光耦隔离模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，开关监控端连接控制终端的开关监控端。
所述的电池检测采样控制电路可控制的电池通道数可为8、16、32、64、128、256、512等典型数值，甚至可以更多；每一路控制电路分别由一组DA转换控制模块控制完成。
本实用新型相对现有技术优点在于：采用了具有高性能的CPLD，其内部逻辑门电路具有集成度高，可以通过内部编程实现实际应用中所需要的各种逻辑、时序信号。CPLD所具有的静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得其硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改，这样就极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性。一块CPLD器件可以实现了原来众多的逻辑门、模拟开关、锁存器、译码器等简单逻辑器件，从而也大大减少了电路板上器件的数量，降低了成本，也减少了电路板的面积。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的光耦隔离模块电路示意图；
图3是本实用新型的AD转换采样模块电路示意图；
图4是本实用新型的DA转换控制模块电路示意图；
图5是本实用新型的多路DA转换控制模块使用示意图。
具体实施方式
如图1所示，主控系统是一个基于ARM9的嵌入式操作系统，系统对被控对象(二次电池)的作用有几个方面：按照一定的组合(个、组、全部)电池进行充/放电控制、实时采样电池的充/放电电流/电压、当电池充/放电完成或者异常的时候停止并发出相应的警报信号。要实现以上的检测控制功能，有3个部分电路：基于AD模块的采样电路、基于DA模块的控制电路、开关量的监控电路。而要实现对每个电池的精确控制，就要通过本实用新型所设计的CPLD电路模块来对电池通道进行切换和选择。
本实用新型所设计的CPLD电路模块通过IO总线与主控系统连接，从主控系统发出的控制信号在CPLD内部进行各种逻辑运算后输出，再经过光电隔离、DA转换模块，最后实现对被空对象(二次电池)的控制。另外一方面，AD采样模块在对电池进行电流/电压采样时同样需要电池通道切换选择电路的配合才能实现。此外，系统中对开关量的检测和控制也通过CPLD来实现。
应用中，根据设备电池数量及其控制方式对CPLD进行内部编程，使其输出信号可以根据输入信号产生实际需要控制信号，实现对某个电池的检测和控制。CPLD可以反复编程，其输入输出信号可以在实际应用中随时改变，可以很方便的实现可重复应用，使得同一套硬件可以在不同的设备中应用。
CPLD器件采用美国Xilinx公司生产的XC95144XL型的CPLD器件，它是一款高性能、低价格和低功耗的工业级CPLD，其最高工作频率为178MHz，引脚间的延时最小为5ns。光耦隔离器采用信号6N137的光电耦合器。AD转换采样模块负责完成设备对所有被检测对象的电流电压采样，采用AD公司生产的16位精度8通道AD转换芯片ADS8344，该芯片与主控制器采样串行SPI通信方式，其最大采样速率为100kHz，芯片所支持的SPI串行通信最大通信时钟为2.4MHz，可提供非常高速的模/数转换和数据传输服务。DA转换控制模块实现对电池充放电电流/电压的输出控制，使之按照特定的电流/电压数值完成响应控制。DA转换器采用的是Maxim公司生产的12位精度双通道DA转换器MAX532，该芯片与主控制器采样串行SPI通信方式，最大通信实在为6MHz。
如图2所示，IOin端为器件的输入信号端，IOout端为器件的输出信号端，两端的供电系统是独立的。本电路采用的是反相隔离设计，即当输入信号为高电平时，光耦输出的是低电平；当输入信号为低电平时，光耦输出的是高电平。为了减少CPLD信号输出端的电流负载，降低CPLD的发热量，电路中加入了一个带三极管T的触发电路，应用中当CPLD的输出端口为低电平时，三极管不被触发，光耦原边的二极管不导通，其输出端为默认的上拉高电平；当CPLD的输出端口输出一个电流很小的高电平信号时，三极管被触发导通，从而驱动光耦的原边二极管导通，使其输入端产生需要的低电平信号。
光耦隔离器的两端是两个互不相连的电源系统，所以即使一端信号受到了干扰，其干扰是不会随着有效信号传到另一端的。在工业应用中，被控对象往往会很容易收到各种干扰源的干扰，而这种设计可以非常有效地保证设备的核心控制系统不会受到外部干扰的影响，是工业电路设计中常用的一个抗干扰设计方法。
如图3所示，U2是AD转换芯片ADS8344，器件左边为与微处理器通信的SPI接口，其信号连接时都经过高速光耦器件进行隔离，器件右边为模拟信号输入端，共3路，一路电压信号，两路电流信号(电流信号在AD转换前也通过电路变换成电压信号)。
如图4、图5所示，U32是DA(数字-模拟)转换芯片，型号是MAX532，它的功能是将数字量的电压信号转换成模拟量的电压信号。每一路DA控制信号可以实现2通道共16个电池的模拟输出控制，其输入信号“DA Control BUS”由微处理器产生最原始信号，通过CPLD运算、产生相应的逻辑信号，经隔离后输入DA电路完成控制。通过多路DA转换控制电路可以控制的电池通道数可为8、16、32、64、128、256、512等典型数值，或者512以上的数目。
本实用新型的功能模块和接口具有很强的独立性，可以根据实际使用情况进行裁剪；CPLD的输入输出信号也可以根据实际使用情况来进行重新编程确定，因此具有很方便的可重用性和很大的灵活性。所有的器件都使用了标准的封装形式，各种输入/输出端口均使用了标准器件，符合产品的标准化要求。

Claims (3)

1、一种基于CPLD的电池检测采样控制装置，包括：主控模块，用于控制各功能模块；控制终端，用于控制电池充放电；其特征在于，还包括：
切换模块，用于切换采样信号、控制信号、开关监控信号；
DA转换控制模块，用于将数字控制信号转换成模拟控制信号；
AD转换采样模块，用于将模拟采样信号转换成数字采样信号；
所述的切换模块通过IO总线与主控模块连接，切换模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，DA转换控制模块的模拟控制信号输出端连接控制终端的控制信号输入端；切换模块的采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，AD转换采样模块的模拟采样信号输入端连接控制终端的采样信号输出端；切换模块的开关监控端连接控制终端的开关监控端。
2、根据权利要求1所述的一种基于CPLD的电池检测采用控制装置，其特征在于，所述的切换模块包括：CPLD模块，用于逻辑运算编程；光耦隔离模块，用于将输入输出信号进行光耦隔离；所述的CPLD模块的通过IO总线与主控模块连接，CPLD模块的逻辑信号端连接光耦隔离模块的逻辑信号端，光耦隔离模块的控制信号输出端连接DA转换控制模块的数字控制信号输入端，采样输入端连接AD转换采样模块的数字采样信号输出端，开关监控端连接控制终端的开关监控端。
3、根据权利要求1所述的一种基于CPLD的电池检测采用控制装置，其特征在于，可控制的电池通道数为8、16、32、64、128、256、512；每一路控制电路分别由一组DA转换控制模块控制完成。
CN2008202062040U 2008-12-26 2008-12-26 一种基于cpld的电池检测采样控制装置 Expired - Fee Related CN201434904Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008202062040U CN201434904Y (zh) 2008-12-26 2008-12-26 一种基于cpld的电池检测采样控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008202062040U CN201434904Y (zh) 2008-12-26 2008-12-26 一种基于cpld的电池检测采样控制装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201434904Y true CN201434904Y (zh) 2010-03-31

Family

ID=42053717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008202062040U Expired - Fee Related CN201434904Y (zh) 2008-12-26 2008-12-26 一种基于cpld的电池检测采样控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201434904Y (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102262176A (zh) * 2011-06-16 2011-11-30 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种用于测量电力系统馈线终端的通道数据的方法
CN102967831A (zh) * 2012-09-17 2013-03-13 常州大学 一种铅酸蓄电池性能在线检测系统及检测方法
CN103278774A (zh) * 2013-04-24 2013-09-04 常州大学 一种汽车动力电池组智能化测试系统
TWI451656B (zh) * 2011-04-14 2014-09-01 Compal Electronics Inc 智慧型之模組化儲能裝置及其管理系統
CN105162479A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 四川九洲电器集团有限责任公司 基于数模混合设计的谐波抑制系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI451656B (zh) * 2011-04-14 2014-09-01 Compal Electronics Inc 智慧型之模組化儲能裝置及其管理系統
CN102262176A (zh) * 2011-06-16 2011-11-30 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种用于测量电力系统馈线终端的通道数据的方法
CN102967831A (zh) * 2012-09-17 2013-03-13 常州大学 一种铅酸蓄电池性能在线检测系统及检测方法
CN102967831B (zh) * 2012-09-17 2015-04-22 常州大学 一种铅酸蓄电池性能在线检测系统及检测方法
CN103278774A (zh) * 2013-04-24 2013-09-04 常州大学 一种汽车动力电池组智能化测试系统
CN105162479A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 四川九洲电器集团有限责任公司 基于数模混合设计的谐波抑制系统
CN105162479B (zh) * 2015-08-24 2018-03-27 四川九洲电器集团有限责任公司 基于数模混合设计的谐波抑制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201434904Y (zh) 一种基于cpld的电池检测采样控制装置
CN103984275B (zh) 一种基于fpga的通用工业运动控制系统及基于该运动控制系统的控制方法
CN105242587B (zh) 一种双驱动混合型直流低压智能伺服驱动器电路
CN103401423B (zh) 一种自适应分段驱动dc-dc变换器
CN103722556A (zh) 一种高精度轻型机器人多自由度机械臂驱动控制电路
CN203232115U (zh) 一种采用蓄电池供电的ftu现场测试仪
CN101847893B (zh) 具有CCLink通信的网络控制型万能转换开关
CN202221526U (zh) 一种工程机械车辆总线扩展模块
CN204331374U (zh) 一种多通道模拟量输出模块
CN201867799U (zh) 一种模拟量输出模块
CN104308719A (zh) 一种研磨机的控制系统
CN202940571U (zh) 一种微机智能低压电动机保护器
CN202677114U (zh) 一种基于msp430单片机的工业控制主板
CN206023249U (zh) 一种用于电动汽车蓄电池的智能充放电控制器
CN107681890B (zh) 一种适用于宽输入dc-dc的多模式控制电路
CN206863543U (zh) 一种水电站一体化数据采集板
CN210244135U (zh) 一种配电自动化终端的模拟信号采集电路
CN205138619U (zh) 一种新型智能饲料生产用自动称量系统
CN206743622U (zh) 用于智能灯的开关电路系统
CN203872044U (zh) 光纤激光器电源驱动电路
CN205899299U (zh) 一种基于cib‑bus总线的四路模拟量输出装置
CN206363106U (zh) 一种用于机器人的多功能io模块
CN204729722U (zh) 一种智能执行器
CN206164345U (zh) 一种电源路径选择变换系统
CN203233546U (zh) 电网状态监测的片上可重构无线传感网络节点

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: GUANGZHOU VKAN CERTIFICATION + TESTING CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: GUANGZHOU ELECTRICAL EQUIPMENT SCIENTIFIC RESEARCH INST.

Effective date: 20110812

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 510302 GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE TO: 510663 GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110812

Address after: 510663 Guangzhou City, Luogang District Tiantai Road No. 3

Patentee after: Guangzhou Vkan Certification & Testing Co.,Ltd.

Address before: 510302 Xingang West Road, Guangdong, China, No. 204, No.

Patentee before: Guangzhou Electrical Equipment Scientific Research Inst.

C56 Change in the name or address of the patentee
CP03 Change of name, title or address

Address after: 510663 Guangdong city of Guangzhou province Luogang District Tiantai Road No. 3

Patentee after: Vkan Certification and Testing Co., Ltd.

Address before: 510663 Guangzhou City, Luogang District Tiantai Road No. 3

Patentee before: Guangzhou Vkan Certification & Testing Co.,Ltd.

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100331

Termination date: 20111226