CN217034189U - 一种氢燃料电池模拟电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于模拟电路技术领域，公开了一种氢燃料电池模拟电路，包括EMI模块、工频变压器、整流滤波电路、调整管、电流AD电路、电压AD电路、MCU、电流设定/调节DAC电路、电压设定/调节DAC电路、反馈调节电路，所述EMI模块的输出端连接工频变压器的输入端，所述工频电压器的输出端连接整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端连接调整管的输入端；所述整流滤波电路的输出端通过电流检测电阻连接电流AD电路，所述电流AD电路与MCU之间通过SPI通讯连接，本实用新型不仅能够模拟出燃料电池的各种状态信息、而且能避免在设计产品初期调试过程中安全事故的发生，还能缩短测试人员的测试周期。
Description
技术领域
本实用新型属于模拟电路技术领域，具体涉及一种氢燃料电池模拟电路。
背景技术
随着氢新能源电池的广泛应用，为了监测氢燃料电池的工作状态，氢燃料电池管理系统作为电池的安全守护神尤其重要，由于氢电池自身一些特性，如：电池容量密度大，充放电时间过长、充电过压、短路存在安全性隐患、无法数字化显示自身的容量等，在对氢燃料电池BMS研发设计、测试过程中，缺乏一种氢燃料电池模拟电路来快速测试模拟出电池的状态信息。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电池模拟电路，以解决现有的的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种氢燃料电池模拟电路，包括EMI模块、工频变压器、整流滤波电路、调整管、电流AD电路、电压AD电路、MCU、电流设定/调节DAC电路、电压设定/调节DAC电路、反馈调节电路；
所述EMI模块的输出端连接工频变压器的输入端，所述工频电压器的输出端连接整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端连接调整管的输入端；
所述整流滤波电路的输出端通过电流检测电阻连接电流AD电路，所述电流AD电路与MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电流设定/调节DAC电路通过SPI通讯连接；
所述整流滤波电路的输出端连接电压AD电路的输入端，所述电压AD电路与所述MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电压设定/调节DAC电路之间通过SPI通讯连接；
所述电流设定/调节DAC电路和所述电压设定/调节DAC电路的输出端均与反馈调节电路的输入端连接，所述反馈调节电路的输出端连接与所述调节管的输入端。
作为本实用新型一种氢燃料电池模拟电路优选地，所述调整管采用大功率的三极管，三极管的B极Q值一直处于开启导通状态。
作为本实用新型一种氢燃料电池模拟电路优选地，所述整流滤波电路为双全桥整流滤波电路，具有正负双电路输出。
作为本实用新型一种氢燃料电池模拟电路优选地，还包括上位机，所述MCU与上位机之间通过CAN/485隔离通讯连接。
作为本实用新型一种氢燃料电池模拟电路优选地，所述反馈调节电路采用24位或者32位的模拟电压转数字信号和数字信号转模拟电压的芯片。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：在零伏至负2.5V有电压输出；采用线性电源设计，精度高，纹波干扰小；采用数字化电路设计，体积小，温漂小，温度变化影响小；设置有上位机，通过上位机实现通讯、控制、监测、等功能；能够实时保存、调节模拟电路状态；能够模拟出电池包的各种状态信息：如欠压、过压、充电、放电、高温、低温、断线等；采用微安级的电流监测功能，能够监测到BMS的模拟前端AFE以及电子器件是否存在漏电过大等；通过上位机设置各个电池模块电压差，能够开启测试BMS的均衡功能；具有短路保护功能，防止在使用过程中存在短路烧坏现像；能够与外部设备通讯的同时监控自身状态信息。本实用新型不仅能够模拟出燃料电池的各种状态信息、而且能避免在设计产品初期调试过程中安全事故的发生，还能缩短测试人员的测试周期。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2-4为本实用新型图1的局部放大图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图4所示，本实用新型提供如下技术方案：一种氢燃料电池模拟电路，包括EMI模块、工频变压器、整流滤波电路、调整管、电流AD电路、电压AD电路、MCU、电流设定/调节DAC电路、电压设定/调节DAC电路、反馈调节电路；
所述EMI模块的输出端连接工频变压器的输入端，所述工频电压器的输出端连接整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端连接调整管的输入端；本实施例中，交流电通过EMI模块，减小了来自电网的干扰，通过工频变压器隔离降压，既降低了交流的干扰，又提高了安全可靠性。本实施例中，工频变压器为环形工频变压器，通过工频变压器输出两组相同的电路，两组电路采用串联方式，以零伏作为基准参考中心电压，其中一路原理如图1所示。
所述整流滤波电路的输出端通过电流检测电阻连接电流AD电路，所述电流AD电路与MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电流设定/调节DAC电路通过SPI通讯连接；
所述整流滤波电路的输出端连接电压AD电路的输入端，所述电压AD电路与所述MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电压设定/调节DAC电路之间通过SPI通讯连接；
所述电流设定/调节DAC电路和所述电压设定/调节DAC电路的输出端均与反馈调节电路的输入端连接，所述反馈调节电路的输出端连接与所述调节管的输入端。
通过高速MCU芯片的SPI通讯设定氢燃料电池电压。可靠稳定的调节电压、电流的输出。
输出电压调节：电压输出端通过反馈电阻，运算放大器的放大倍数，反馈到电压调节端，输出的反馈电压和DAC输出的电压进行比较，通过积分电路调节输出电压的大小。
输出电流调节：当有负载端电流流过时，在检流电阻产生压降，检流电阻产生的电压差和DAC电路设定的电压进行比较，依此调节输出电流的大小，保障电流安全运行；
具体地，所述调整管采用大功率的三极管，三极管的B极Q值一直处于开启导通状态。
具体地，所述整流滤波电路为双全桥整流滤波电路，具有正负双电路输出。本实施例中，通过双全桥整流滤波，具有正负双电路输出，模拟出氢燃料电池在负压至零伏仍能正常工作。
具体地，还包括上位机，所述MCU与上位机之间通过CAN/485隔离通讯连接。本实施例中，通过上位机直接模拟电池电压状态信息，避免了给燃料电池充放电的时间，节能省电。采用隔离通讯485电路和CAN电路，保证此电路自身的电气安全，同时与外部设备进行通讯，实现此电路的智能控制，既可以与外部设备相连接控制，又可以与上位机机连接，监测自身的状态信息。
具体地，所述反馈调节电路采用24位或者32位的模拟电压转数字信号和数字信号转模拟电压的芯片。本实施例中，电压、电流的反馈电路均采用24位或者32位的模拟电压转数字信号(ADC转换)和数字信号转模拟电压(DAC转换)的芯片处理。
综上，本实用新型不仅能够模拟出燃料电池的各种状态信息、而且能避免在设计产品初期调试过程中安全事故的发生，还能缩短测试人员的测试周期。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种氢燃料电池模拟电路，其特征在于：包括EMI模块、工频变压器、整流滤波电路、调整管、电流AD电路、电压AD电路、MCU、电流设定/调节DAC电路、电压设定/调节DAC电路、反馈调节电路；
所述EMI模块的输出端连接工频变压器的输入端，所述工频变压器的输出端连接整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电路的输出端连接调整管的输入端；
所述整流滤波电路的输出端通过电流检测电阻连接电流AD电路，所述电流AD电路与MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电流设定/调节DAC电路通过SPI通讯连接；
所述整流滤波电路的输出端连接电压AD电路的输入端，所述电压AD电路与所述MCU之间通过SPI通讯连接，所述MCU的输出端与电压设定/调节DAC电路之间通过SPI通讯连接；
所述电流设定/调节DAC电路和所述电压设定/调节DAC电路的输出端均与反馈调节电路的输入端连接，所述反馈调节电路的输出端连接与所述调节管的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池模拟电路，其特征在于：所述调整管采用大功率的三极管，三极管的B极Q值一直处于开启导通状态。
3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池模拟电路，其特征在于：所述整流滤波电路为双全桥整流滤波电路，具有正负双电路输出。
4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池模拟电路，其特征在于：还包括上位机，所述MCU与上位机之间通过CAN/485隔离通讯连接。
5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池模拟电路，其特征在于：所述反馈调节电路采用24位或者32位的模拟电压转数字信号和数字信号转模拟电压的芯片。
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| CN202220272170.5U CN217034189U (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种氢燃料电池模拟电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217034189U true CN217034189U (zh) | 2022-07-22 |
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ID=82450083
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220272170.5U Active CN217034189U (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种氢燃料电池模拟电路 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-02-10 CN CN202220272170.5U patent/CN217034189U/zh active Active
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