RU2439600C2 - System for parameter check-out of chemical current source - Google Patents
System for parameter check-out of chemical current source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439600C2 RU2439600C2 RU2010114224/28A RU2010114224A RU2439600C2 RU 2439600 C2 RU2439600 C2 RU 2439600C2 RU 2010114224/28 A RU2010114224/28 A RU 2010114224/28A RU 2010114224 A RU2010114224 A RU 2010114224A RU 2439600 C2 RU2439600 C2 RU 2439600C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- multiplexer
- current
- outputs
- current source
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизированным системам контроля, предназначенным для задания и измерения тока разряда химического источника тока (ХИТ), измерения напряжения на клеммах химического источника тока, на электровоспламенителях и индикаторе контроля теплового химического источника тока (ТХИТ).The invention relates to automated control systems designed to set and measure the discharge current of a chemical current source (CLE), measure the voltage at the terminals of a chemical current source, on electric igniters and an indicator for monitoring a thermal chemical current source (TCIT).
Известен прибор, принципиальная схема которого приведена в статье Б.Степанова в журнале «Радио» №9, 2001 г., стр.42, позволяющий осуществлять измерение параметров аккумуляторов, таких как динамическое внутреннее сопротивление и фактическую емкость при определенном токе разрядки.A device is known, the circuit diagram of which is given in the article by B. Stepanov in the journal “Radio” No. 9, 2001, p. 42, which makes it possible to measure the parameters of batteries, such as dynamic internal resistance and actual capacity at a certain discharge current.
Схема прибора содержит один токоразрядный канал, состоящий из операционного усилителя, выход которого соединен с базой транзистора с образованием преобразователя напряжение-ток, эмиттер транзистора соединен с первым выводом резистора и с инвертирующим входом операционного усилителя. При этом на неинвертирующий вход операционного усилителя подается напряжение с делителя напряжения, один из выходов которого соединен со вторым выводом резистора в цепи эмиттера и с отрицательным выводом аккумулятора, положительный вывод которого соединен с коллектором транзистора.The circuit of the device contains one current-discharge channel, consisting of an operational amplifier, the output of which is connected to the base of the transistor to form a voltage-current converter, the emitter of the transistor is connected to the first output of the resistor and to the inverting input of the operational amplifier. In this case, a voltage divider is supplied to the non-inverting input of the operational amplifier, one of the outputs of which is connected to the second terminal of the resistor in the emitter circuit and to the negative terminal of the battery, the positive terminal of which is connected to the collector of the transistor.
Операционный усилитель с подключенным к нему транзистором образуют источник тока, управляемый напряжением. При подаче напряжения на неинвертирующий вход операционного усилителя на его инвертирующем входе и на резисторе в цепи эмиттера будет одинаковое напряжение. Изменяя напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя можно изменять силу тока, протекающего через аккумулятор.An operational amplifier with a transistor connected to it forms a voltage controlled current source. When voltage is applied to the non-inverting input of the operational amplifier, the same voltage is applied to the emitter circuit and its resistor in the emitter circuit. By changing the voltage at the non-inverting input of the operational amplifier, you can change the strength of the current flowing through the battery.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и поэтому выбрано в качестве прототипа.This device is the closest in technical essence to the claimed invention and therefore is selected as a prototype.
Недостатком вышеуказанного устройства являются его ограниченные возможности, а именно то, что разряд аккумулятора можно производить только фиксированным током без изменения параметров схемы, что ограничивает его функциональные возможности.The disadvantage of the above device is its limited capabilities, namely, that the battery can be discharged only by a fixed current without changing the circuit parameters, which limits its functionality.
Решаемой технической задачей является создание системы контроля с расширенными функциональными возможностями, которая позволяет осуществлять контроль параметров как ХИТ, так и ТХИТ.The technical task to be solved is the creation of a control system with advanced functionality that allows monitoring the parameters of both HIT and TXIT.
Достигаемым техническим результатом является возможность в автоматизированном режиме задание и измерение тока разряда ХИТ, измерение напряжения на его клеммах, применение дополнительных схем, одна из которых позволяет задействовать ТХИТ, а другая для измерения температуры на его корпусе.Achievable technical result is the ability to automatically set and measure the current of the HIT discharge, measure the voltage at its terminals, use additional circuits, one of which allows the use of TCIT, and the other to measure the temperature on its case.
Для достижения технического результата в системе контроля параметров химического источника тока, содержащей один токоразрядный канал, состоящий из первого задающего резистора, операционного усилителя, выход которого соединен с базой силового транзистора, коллектор которого соединен с положительным выводом химического источника тока, новым является то, что дополнительно введены семь токоразрядных каналов, идентичных первому, при этом в каждый токоразрядный канал введен мультиплексор, выходы которого соединены с входами операционного усилителя соответственно, причем первые группы входов мультиплексоров во всех токоразрядных каналах объединены между собой и являются одним из входов системы контроля параметров, а вторые группы входов мультиплексоров соединены во всех токоразрядных каналах с эмиттерами силовых транзисторов, коллекторы которых объединены и подключены к положительному выводу химического источника тока, в токоразрядные каналы с первого по пятый дополнительно введены второй задающий резистор, первый и второй коммутирующие элементы, первые выводы которых объединены между собой и соединены с эмиттером силового транзистора, а вторые выводы соединены с первыми выводами первого и второго задающих резисторов и третьей группой входов мультиплексора, в токоразрядные каналы с шестого по восьмой дополнительно введен коммутирующий элемент, первый вывод которого соединен с эмиттером силового транзистора и со второй группой входов мультиплексора, а второй вывод соединен с первым выводом первого задающего резистора и третьей группой входов мультиплексора, в систему контроля параметров дополнительно введены первый и второй дифференциальные усилители, первый мультиплексор, схема измерения температур, измерительные резисторы и первая группа коммутирующих элементов, первые выводы которых соединены с первыми выводами измерительных резисторов и с первой группой входов первого мультиплексора соответственно, вторая группа входов которого соединена со вторыми выводами измерительных резисторов соответственно, которые объединены между собой и соединены с отрицательным выводом химического источника тока, входы первого дифференциального усилителя подключены к положительному и отрицательному выводам химического источника тока, корпус которого посредством термопары соединен со входом схемы измерения температур, выход которой является одним из выходов системы контроля параметров, а управляющий вход химического источника тока соединен с выходом схемы инициирования теплового химического источника тока, выходы первого мультиплексора соединены со входами второго дифференциального усилителя, при этом выходы первого и второго дифференциальных усилителей являются одними из выходов системы контроля параметров, дополнительно введена схема управления коммутирующими элементами, включающая в себя оптроны, электронные ключи, второй, третий мультиплексоры и программируемую логическую интегральную схему, группа входов которой является одним из входов системы контроля, причем первый выход программируемой логической интегральной схемы соединен со входом схемы инициирования, а второй выход соединен с управляющим входом схемы измерения температур, группа выходов программируемой логической интегральной схемы соединена со входом оптронов, выходы которых соединены с базами электронных ключей, эмиттеры которых заземлены, при этом коллекторы первого и второго ключей соединены с управляющими входами второй группы коммутирующих элементов системы контроля, первые выводы которых соединены с первыми выводами внешних нагрузок, вторые выводы которых объединены и подключены к положительному выводу химического источника тока, управляющие входы третьего мультиплексора соединены с коллекторами третьего и четвертого электронных ключей и управляющими входами первого мультиплексора, входы второго мультиплексора соединены с коллекторами пятого и шестого электронных ключей соответственно и управляющими входами мультиплексора каждого токоразрядного канала, причем управляющие входы вторых коммутирующих элементов всех токоразрядных каналов объединены между собой и соединены с третьим выходом второго мультиплексора, второй выход которого соединен с управляющими входами первого коммутирующего элемента со второго по пятый токоразрядных каналов, управляющий вход первого коммутирующего элемента первого токоразрядного канала соединен с первым выходом второго мультиплексора, входы третьего мультиплексора соединены с управляющими входами коммутирующих элементов соответственно, вторые выводы которых объединены между собой и соединены со вторыми выводами второй группы коммутирующих элементов и вторыми выводами всех задающих резисторов.To achieve a technical result in the control system of the parameters of a chemical current source containing one current discharge channel, consisting of a first driving resistor, an operational amplifier, the output of which is connected to the base of the power transistor, the collector of which is connected to the positive terminal of the chemical current source, it is new that additionally seven current-discharge channels are introduced, identical to the first, while a multiplexer is introduced into each current-discharge channel, the outputs of which are connected to the inputs of the operating about the amplifier, respectively, whereby the first groups of inputs of multiplexers in all current-discharge channels are interconnected and are one of the inputs of the parameter control system, and the second groups of inputs of multiplexers are connected in all current-discharge channels with emitters of power transistors, the collectors of which are combined and connected to the positive terminal of a chemical source current, the second driving resistor, the first and second switching elements, the first conclusions to The second ones are connected to each other and connected to the emitter of the power transistor, and the second terminals are connected to the first terminals of the first and second driving resistors and the third group of inputs of the multiplexer, an additional switching element is introduced into the discharge channels from the sixth to the eighth, the first terminal of which is connected to the emitter of the power transistor and with the second group of inputs of the multiplexer, and the second output is connected to the first output of the first master resistor and the third group of inputs of the multiplexer, in the control system of parameters the first and second differential amplifiers, the first multiplexer, the temperature measurement circuit, measuring resistors and the first group of switching elements, the first conclusions of which are connected to the first outputs of the measuring resistors and the first group of inputs of the first multiplexer, respectively, the second group of inputs of which are connected to the second conclusions of the measuring resistors, respectively, which are interconnected and connected to the negative terminal of a chemical current source, the inputs of the first different The differential amplifier is connected to the positive and negative terminals of the chemical current source, whose case is connected via a thermocouple to the input of the temperature measurement circuit, the output of which is one of the outputs of the parameter control system, and the control input of the chemical current source is connected to the output of the thermal chemical current source initiation circuit, outputs the first multiplexer is connected to the inputs of the second differential amplifier, while the outputs of the first and second differential amplifiers are are one of the outputs of the parameter control system, an additional control circuit for switching elements, including optocouplers, electronic keys, a second, third multiplexer and a programmable logic integrated circuit, the group of inputs of which is one of the inputs of the control system, the first output of a programmable logic integrated circuit, is introduced connected to the input of the initiation circuit, and the second output is connected to the control input of the temperature measurement circuit, the group of outputs of the programmable logic integ The main circuit is connected to the input of the optocouplers, the outputs of which are connected to the electronic key bases, the emitters of which are grounded, while the collectors of the first and second keys are connected to the control inputs of the second group of switching elements of the control system, the first conclusions of which are connected to the first conclusions of external loads, the second conclusions of which combined and connected to the positive terminal of the chemical current source, the control inputs of the third multiplexer are connected to the collectors of the third and fourth electronic keys and the control inputs of the first multiplexer, the inputs of the second multiplexer are connected to the collectors of the fifth and sixth electronic keys, respectively, and the control inputs of the multiplexer of each current-discharge channel, and the control inputs of the second switching elements of all current-discharge channels are interconnected and connected to the third output of the second multiplexer, the second output of which is connected to the control inputs of the first switching element from the second to fifth current-discharge channels, the control input of the first ommutiruyuschego element tokorazryadnogo first channel connected to the first output of the second multiplexer, the third multiplexer inputs are connected to the control inputs of the switching elements, respectively, the second terminals of which are combined with each other and connected to second terminals of the second group switching elements, and all second terminals defining resistors.
Введение в систему контроля параметров ХИТ дополнительных токоразрядных каналов позволяет задавать длительный ток разряда аккумулятора до 10 ампер. Применение измерительных резисторов необходимо для измерения и контроля реального тока разряда аккумулятора. Использование схемы инициирования позволяет производить активацию тепловых химических источников тока, а схема измерения температур необходима для измерения температур на корпусе ТХИТ. За счет введения цепей подключения внешних пассивных нагрузок можно производить разряд аккумулятора при подключении этих нагрузок. Новая совокупность существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности заявляемой системы контроля.The introduction of additional current-discharge channels into the control system of the HIT parameters allows setting the long-term discharge current of the battery to 10 amperes. The use of measuring resistors is necessary for measuring and monitoring the actual discharge current of a battery. Using an initiation circuit allows the activation of thermal chemical current sources, and a temperature measuring circuit is needed to measure temperatures on the TCIT casing. By introducing external passive loads, the battery can be discharged when these loads are connected. A new set of essential features allows you to expand the functionality of the claimed control system.
На фиг.1, 2 приведены схемы заявляемой системы контроля параметров ХИТ.Figure 1, 2 shows a diagram of the inventive system for monitoring parameters of HIT.
Система контроля параметров ХИТ содержит (см. фиг.1 и 2) токоразрядные каналы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8, каждый из которых содержит мультиплексор 9, 10, 11, выход которого соединен со входом операционного усилителя 12, 13, 14. Выход каждого усилителя 12, 13, 14 соединен с базой силового транзистора 15, 16, 17, коллектор которого соединен с положительным выводом химического источника тока 18. Первые группы входов мультиплексоров 9, 10, 11 токоразрядных каналов 1, 2, 6 объединены между собой и являются одним из входов системы контроля параметров химического источника тока. Вторая группа входов мультиплексоров 9, 10, 11 токоразрядных каналов 1, 2, 6 соединена с эмиттерами силовых транзисторов 15, 16, 17, коллекторы которых объединены и подключены к положительному выводу химического источника тока 18. В токоразрядные каналы 1, 2 введены задающие резисторы 19, 20, 21 и 22 и коммутирующие элементы 23, 24, 25 и 26. В токоразрядный канал 6 введен задающий резистор 27 и коммутирующий элемент 28. Первые выводы коммутирующих элементов 23, 24 объединены между собой и соединены с эмиттером силового транзистора 15 и со второй группой входов мультиплексора 9. Первые выводы коммутирующих элементов 25, 26 объединены между собой и соединены с эмиттером силового транзистора 16 и со второй группой входов мультиплексора 10. Первый вывод коммутирующего элемента 28 соединен с эмиттером силового транзистора 17 и со второй группой входов мультиплексора 11. Вторые выводы коммутирующих элементов 23, 24 соединены с первыми выводами задающих резисторов 19 и 20 соответственно, и с третьей группой входов мультиплексора 9. Вторые выводы коммутирующих элементов 25, 26 соединены с первыми выводами задающих резисторов 21 и 22 соответственно, и с третьей группой входов мультиплексора 10. Второй вывод коммутирующего элемента 28 соединен с первым выводом задающего резистора 27 и с третьей группой входов мультиплексора 11. Первый дифференциальный усилитель 29, второй дифференциальнй усилитель 30, первый мультиплексор 31, схема измерения температур 32, измерительные резисторы 33, 34, 35 и 36, первая группа коммутирующих элементов 37, 38, 39 и 40. Первые выводы измерительных резисторов 33, 34, 35 и 36 соединены с первыми выводами коммутирующих элементов 37, 38, 39 и 40 и соединены, соответственно, с первой группой входов мультиплексора 31, вторая группа входов которого соединена, соответственно, со вторыми выводами измерительных резисторов 33, 34, 35 и 36, которые объединены между собой и соединены с отрицательным выводом химического источника тока 18. Выходы мультиплексора 31 соединены с входами второго дифференциального усилителя 30. Выходы дифференциальных усилителей 29 и 30 являются выходами системы контроля параметров. Входы дифференциального усилителя 29 соединены с положительным и отрицательным выводами химического источника тока 18, управляющий вход которого соединен с выходом схемы инициирования теплового химического источника тока 41, вход которой соединен с выходом программируемой логической интегральной схемы 42, группа входов которой является одним из входов системы контроля. Корпус теплового химического источника тока 18 посредством термопары соединен с входом схемы измерения температур 32, управляющий вход которой соединен со вторым выходом программируемой логической интегральной схемы 42, а выход схемы измерения температур 32 является одним из выходов системы контроля параметров химических источников тока. Схема управления коммутирующими элементами включает в себя оптроны 43, электронные ключи 44, 45, 46, 47, 48 и 49, второй мультиплексор 50, третий мультиплексор 51 и программируемую логическую интегральную схему 42, группа выходов которой соединена с входом оптронов 43, выходы которых соединены с базами электронных ключей 44, 45, 46, 47, 48 и 49, эмиттеры которых заземлены. Выходы электронных ключей 48 и 49 соединены с управляющими входами второй группы коммутирующих элементов 52 и 53 соответственно, первые выводы которых соединены с первыми выводами внешних нагрузок 54 и 55 соответственно, вторые выводы которых объединены и подключены к положительному выводу химического источника тока 18. Управляющие входы второго мультиплексора 50 соединены с выходами электронных ключей 44, 45 и управляющими входами мультиплексоров 9, 10, 11 каждого токоразрядного канала. Управляющий вход коммутирующего элемента 23 токоразрядного канала 1 соединен с первым выходом второго мультиплексора 50, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 25 токоразрядного канала 2. Управляющие входы коммутирующих элементов 24, 26 и 28 объединены между собой и соединены с третьим выходом второго мультиплексора 50. Выходы электронных ключей 46 и 47 соединены с управляющими входами первого мультиплексора 31 и третьего мультиплексора 51, входы которого соединены, соответственно, с управляющими входами коммутирующих элементов 37, 38, 39 и 40, вторые выводы которых объединены между собой и соединены со вторыми выводами коммутирующих элементов 52, 53 и вторыми выводами задающих резисторов 19, 20, 21, 22 и 27.The HIT parameters monitoring system contains (see FIGS. 1 and 2) current-discharge channels 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, each of which contains a multiplexer 9, 10, 11, the output of which is connected to the input of the operational amplifier 12, 13, 14. The output of each amplifier 12, 13, 14 is connected to the base of the power transistor 15, 16, 17, the collector of which is connected to the positive terminal of the chemical current source 18. The first groups of inputs of multiplexers 9, 10, 11 of current-discharge channels 1, 2 , 6 are interconnected and are one of the inputs of the control system of the parameters of the chemical current source. The second group of inputs of multiplexers 9, 10, 11 of the current-discharge channels 1, 2, 6 is connected to the emitters of power transistors 15, 16, 17, the collectors of which are combined and connected to the positive terminal of the chemical current source 18. In the current-discharge channels 1, 2, driving resistors 19 are introduced , 20, 21, and 22 and switching elements 23, 24, 25, and 26. A drive resistor 27 and a switching element 28 are introduced into the current discharge channel 6. The first terminals of the switching elements 23, 24 are connected to each other and connected to the emitter of the power transistor 15 and to the second multi input group lexor 9. The first outputs of the switching elements 25, 26 are interconnected and connected to the emitter of the power transistor 16 and to the second group of inputs of the multiplexer 10. The first output of the switching element 28 is connected to the emitter of the power transistor 17 and to the second group of inputs of the multiplexer 11. Second outputs of the switching elements 23, 24 are connected to the first outputs of the driving resistors 19 and 20, respectively, and to the third group of inputs of the multiplexer 9. The second outputs of the switching elements 25, 26 are connected to the first outputs of the driving resistors ores 21 and 22, respectively, and with the third group of inputs of the multiplexer 10. The second output of the switching element 28 is connected to the first output of the master resistor 27 and the third group of inputs of the multiplexer 11. The first differential amplifier 29, the second differential amplifier 30, the first multiplexer 31, measurement circuit temperature 32, measuring resistors 33, 34, 35 and 36, the first group of switching elements 37, 38, 39 and 40. The first terminals of the measuring resistors 33, 34, 35 and 36 are connected to the first terminals of the switching elements 37, 38, 39 and 40 and connected, soo accordingly, with the first group of inputs of the multiplexer 31, the second group of inputs of which are connected, respectively, with the second terminals of the measuring resistors 33, 34, 35 and 36, which are interconnected and connected to the negative terminal of the chemical current source 18. The outputs of the multiplexer 31 are connected to the inputs the second differential amplifier 30. The outputs of the differential amplifiers 29 and 30 are the outputs of the parameter control system. The inputs of the differential amplifier 29 are connected to the positive and negative terminals of the chemical current source 18, the control input of which is connected to the output of the initiation circuit of the thermal chemical current source 41, the input of which is connected to the output of the programmable logic integrated circuit 42, the group of inputs of which is one of the inputs of the control system. The case of the thermal chemical current source 18 is connected via a thermocouple to the input of the temperature measurement circuit 32, the control input of which is connected to the second output of the programmable logic integrated circuit 42, and the output of the temperature measurement circuit 32 is one of the outputs of the control system for the parameters of chemical current sources. The control circuit of the switching elements includes optocouplers 43, electronic keys 44, 45, 46, 47, 48 and 49, a second multiplexer 50, a third multiplexer 51 and a programmable logic integrated circuit 42, the group of outputs of which is connected to the input of the optocouplers 43, the outputs of which are connected with databases of electronic keys 44, 45, 46, 47, 48 and 49, the emitters of which are grounded. The outputs of the electronic keys 48 and 49 are connected to the control inputs of the second group of switching elements 52 and 53, respectively, the first terminals of which are connected to the first terminals of the external loads 54 and 55, respectively, the second terminals of which are combined and connected to the positive terminal of the chemical current source 18. The control inputs of the second the multiplexer 50 is connected to the outputs of the electronic keys 44, 45 and the control inputs of the multiplexers 9, 10, 11 of each current-discharge channel. The control input of the switching element 23 of the current-discharge channel 1 is connected to the first output of the second multiplexer 50, the second output of which is connected to the control input of the switching element 25 of the current-discharge channel 2. The control inputs of the switching elements 24, 26 and 28 are interconnected and connected to the third output of the second multiplexer 50 The outputs of the electronic keys 46 and 47 are connected to the control inputs of the first multiplexer 31 and the third multiplexer 51, the inputs of which are connected, respectively, with the control inputs of the comm utilization elements 37, 38, 39 and 40, the second conclusions of which are combined with each other and connected to the second conclusions of the switching elements 52, 53 and the second conclusions of the driving resistors 19, 20, 21, 22 and 27.
Система контроля параметров осуществляет задание и измерение тока разряда ХИТ, измерение напряжения на химическом источнике тока, коммутацию цепей задействования тепловых химических источников тока, измерение температуры на корпусе теплового химического источника тока.The parameter control system sets and measures the discharge current of the HIT, measures the voltage at the chemical current source, switches the circuits of the activation of thermal chemical current sources, measures the temperature at the body of the thermal chemical current source.
Система содержит восемь «токоразрядных каналов» стабилизации тока. Каждый «токоразрядный канал» построен по схеме повторителя напряжения, выполненном на операционном усилителе с силовым транзистором на выходе, нагруженном на задающий резистор через коммутирующее устройство с малым сопротивлением во включенном состоянии.The system contains eight "current-discharge channels" of current stabilization. Each “current-discharge channel” is constructed according to the voltage follower circuit, made on an operational amplifier with a power transistor at the output, loaded on a driving resistor through a switching device with low resistance in the on state.
Требуемый динамический диапазон 0,015…15 А стабилизации токов разряда ХИТ разбит на три диапазона для достижения требуемой погрешности измерений.The required dynamic range of 0.015 ... 15 A stabilization of the discharge currents of the HIT is divided into three ranges to achieve the required measurement error.
При разряде ХИТ стабилизированным током в диапазоне значений 0,015…0,150 ампер задействуется «токоразрядный канал 1», при разряде током 0,150…1,5 ампер происходит параллельное включение четырех «токоразрядных каналов 2, 3, 4, 5», при разряде током 1,5…15 ампер происходит параллельное включение всех восьми «токоразрядных каналов».When a HIT discharge is stabilized by a current in the range of 0.015 ... 0.150 amperes, "current-discharge channel 1" is activated, when a current of 0.150 ... 1.5 amperes is used, four "current-discharge channels 2, 3, 4, 5" are switched on in parallel, and when the current is 1.5 ... 15 amperes, all eight "current-discharge channels" are switched on in parallel.
В общем случае для всех «токоразрядных каналов» (см. фиг.1 и 2) подаваемое управляющее напряжение Uвх обеспечивает протекание через нагрузочный резистор тока разряда ХИТ. При задействовании нескольких параллельных «токоразрядных каналов» общий ток разряда ХИТ равен сумме токов на каждом канале. При разряде ХИТ через внешнюю нагрузку от ХИТ отбирается дополнительный ток. В этом случае ток разряда ХИТ равен сумме токов, заданных управляющим напряжением Uвх и током разряда через внешнюю нагрузку.In the general case, for all "current-discharge channels" (see Figs. 1 and 2), the supplied control voltage U Ix ensures that the current of the discharge current flows through the load resistor. When several parallel "current-discharge channels" are used, the total discharge current of the CIT is equal to the sum of the currents on each channel. When a CIT is discharged through an external load, an additional current is taken from the CIT. In this case, the CIT discharge current is equal to the sum of the currents specified by the control voltage U I and the discharge current through an external load.
Суммарный ток разряда ХИТ создает на одном из подключаемых измерительных резисторов 33, 34, 63, 65 падение напряжения, которое усиливается дифференциальным усилителем 30 и подается на АЦП внешнего устройства. По измеренному значению этого напряжения вычисляется действительный ток разряда ХИТ.The total discharge current of the HIT creates a voltage drop on one of the connected measuring resistors 33, 34, 63, 65, which is amplified by the differential amplifier 30 and supplied to the ADC of the external device. The actual value of the discharge current is calculated from the measured value of this voltage.
Первый дифференциальный усилитель 29 осуществляет измерение напряжения на ХИТ.The first differential amplifier 29 measures the voltage on the HIT.
При испытании ТХИТ дополнительно задействуется схема инициирования 41. На корпусе ТХИТ установлена термопара, выход которой соединен с входом схемы измерения температур 32, что позволяет измерить температуру этого корпуса.When testing the TCIT, an initiation circuit 41 is additionally activated. A thermocouple is installed on the TCIT housing, the output of which is connected to the input of the temperature measurement circuit 32, which allows the temperature of this housing to be measured.
Программируемая логическая интегральная схема 69 осуществляет адресацию узлов системы контроля параметров ХИТ: включение всех коммутирующих элементов, коммутацию сигналов мультиплексоров. Оптроны 70 осуществляют гальваническую развязку аналоговой части схемы от цифровой.The programmable logic integrated circuit 69 addresses the nodes of the HIT parameter monitoring system: switching on all switching elements, switching the signals of the multiplexers. Optocouplers 70 carry out galvanic isolation of the analog part of the circuit from the digital.
При разряде ХИТ малым стабилизированным током разряда (из первого диапазона) происходит следующее.When a CIT is discharged by a small stabilized discharge current (from the first range), the following occurs.
Цифровой код D0…D7 поступает на вход программируемой логической интегральной схемы 42, с выхода которой сигналы, проходя через оптопары поступают на электронные ключи 44, 45, 46, 47. При этом на выходе электронного ключа 44 появляется уровень напряжения, соответствующий логической единице, на выходе электронных ключей 45, 46, 47 уровень напряжения, соответствующий логическому нулю. Мультиплексор 9, на управляющие входы которого поступают сигналы с электронных ключей 44, 45 коммутирует цепи так, что входное напряжение Uвх подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 12, а нагрузочный резистор 19 подключается к инвертирующему входу этого операционного усилителя. Кроме этого на первом выходе второго мультиплексора 50 появляется напряжение, соответствующее логической единице, поступающее на разрешающий вход коммутирующего устройства 23, которое подключает нагрузочный резистор 19 к эмиттеру транзистора 15. Третий мультиплексор 51, на вход которого поступают сигналы с выходов электронных ключей 46 и 47, соответствующие логическому нулю, обеспечивает подключение к его первому входу управляющего напряжения Uупр, в результате чего коммутирующее устройство 37 подключит измерительный резистор 33, т.о. замыкая цепь разряда ХИТ. При этом первый мультиплексор 31, на управляющие входы которого поступают сигналы напряжения с выходов электронных ключей 46, 47, подключит резистор 33 к первому дифференциальному усилителю 30.The digital code D0 ... D7 is input to the programmable logic integrated circuit 42, from the output of which the signals passing through the optocouplers are sent to electronic keys 44, 45, 46, 47. At the same time, the voltage level corresponding to the logical unit appears at the output of the electronic key 44, the output of electronic keys 45, 46, 47 is the voltage level corresponding to a logical zero. A multiplexer 9, to the control inputs of which signals from electronic keys 44, 45 are connected, switches the circuit so that the input voltage U in is supplied to the non-inverting input of the operational amplifier 12, and the load resistor 19 is connected to the inverting input of this operational amplifier. In addition, at the first output of the second multiplexer 50, a voltage corresponding to a logical unit appears at the enable input of the switching device 23, which connects the load resistor 19 to the emitter of the transistor 15. The third multiplexer 51, the input of which receives signals from the outputs of the electronic keys 46 and 47, corresponding to a logical zero, it provides the connection to its first input of the control voltage U CPR , as a result of which the switching device 37 will connect a measuring resistor 33, i.e. closing the discharge circuit HIT. In this case, the first multiplexer 31, to the control inputs of which voltage signals are supplied from the outputs of the electronic switches 46, 47, connects the resistor 33 to the first differential amplifier 30.
При разряде ХИТ стабилизированным током из второго диапазона, цепь разряда ХИТ состоит из четырех параллельно включенных «токоразрядных каналов 2, 3, 4, 5» (в «токоразрядном канале 2» подключается измерительный резистор 21), ХИТ 18 и измерительного резистора 34. При разряде ХИТ стабилизированным током из третьего диапазона цепь разряда ХИТ состоит из восьми параллельно включенных «токоразрядных каналов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8» (в «токоразрядных каналах 1, 2, 8» подключаются измерительные резисторы 20, 22, 27 соответственно) ХИТ 18 и измерительного резистора 35.When a HIT discharge is stabilized by a current from the second range, the HIT discharge circuit consists of four parallel-connected “current-discharge channels 2, 3, 4, 5” (in the “current-discharge channel 2” a measuring resistor 21 is connected), a HIT 18, and a measuring resistor 34. When discharging HIT stabilized current from the third range of the discharge circuit HIT consists of eight parallel-connected "current-discharge channels 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8" (in the "current-discharge channels 1, 2, 8" are connected measuring resistors 20, 22 , 27, respectively) HIT 18 and measuring resistor 35.
Кроме гальваностатического режима разряда ХИТ, описанного выше, в системе контроля параметров имеется возможность производить разряд на внешнюю пассивную нагрузку 54, при подключении которой происходит следующее. Цифровой код D0…D7 подается на программируемую логическую интегральную схему 42, с выхода которой сигнал, пройдя через оптопары 43 включает электронный ключ 48. Далее сигнал напряжения с выхода электронного ключа 48 поступает на управляющий вход коммутирующего элемента 52, который в свою очередь подключает внешнюю нагрузку 54 к цепи всей системы контроля параметров, как показано на фиг.1, 2. Аналогично происходит подключение всех внешних нагрузок. Режим разряда ХИТ на внешнюю нагрузку может применяться как отдельно, так и вместе с гальваностатическим режимом. В связи с этим при подключении низкоомной внешней нагрузки и возникновении тока разряда, большего 15 ампер, происходит включение измерительного резистора 36.In addition to the galvanostatic discharge mode of the HIT described above, in the parameter control system it is possible to discharge to an external passive load 54, when connected, the following occurs. The digital code D0 ... D7 is fed to the programmable logic integrated circuit 42, from the output of which the signal, passing through the optocouplers 43, turns on the electronic key 48. Next, the voltage signal from the output of the electronic key 48 is fed to the control input of the switching element 52, which in turn connects an external load 54 to the circuit of the entire parameter control system, as shown in FIGS. 1, 2. Similarly, all external loads are connected. The HIT discharge mode to external load can be used both separately and together with the galvanostatic mode. In this regard, when connecting a low-resistance external load and the occurrence of a discharge current greater than 15 amperes, the measurement resistor 36 is turned on.
Для подтверждения практической возможности реализации предлагаемого изобретения был изготовлен и испытан макетный образец системы контроля параметров ХИТ, выполненный по приведенной на фиг.1 и 2. Проведенные испытания подтвердили практическую ценность и работоспособность заявляемой системы.To confirm the practical feasibility of the implementation of the invention, a prototype model of the HIT parameters control system was manufactured and tested, made according to the figures 1 and 2. The tests carried out confirmed the practical value and performance of the inventive system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114224/28A RU2439600C2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | System for parameter check-out of chemical current source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114224/28A RU2439600C2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | System for parameter check-out of chemical current source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010114224A RU2010114224A (en) | 2011-10-20 |
| RU2439600C2 true RU2439600C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44998764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010114224/28A RU2439600C2 (en) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | System for parameter check-out of chemical current source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2439600C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618773C2 (en) * | 2013-01-30 | 2017-05-11 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Battery control device, electric energy battery system and control system |
| RU183327U1 (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF CHEMICAL CURRENT SOURCES |
-
2010
- 2010-04-09 RU RU2010114224/28A patent/RU2439600C2/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618773C2 (en) * | 2013-01-30 | 2017-05-11 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Battery control device, electric energy battery system and control system |
| US9910099B2 (en) | 2013-01-30 | 2018-03-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Battery monitoring device, power storage system, and control system |
| RU183327U1 (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF CHEMICAL CURRENT SOURCES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010114224A (en) | 2011-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7471337B2 (en) | Monitoring system for series-connected battery cells | |
| CA2905013C (en) | System and methods for detection of internal shorts in batteries | |
| US8130000B2 (en) | Methods and apparatus for battery monitoring | |
| US9755451B2 (en) | Battery with autonomous cell balancing | |
| TWI460451B (en) | Multi-channel converter and battery management systems with self-diagnosis functionality and self-diagnosis method | |
| US20130002261A1 (en) | Battery pack | |
| CN107843842B (en) | Battery state monitoring system and method | |
| US20170160347A1 (en) | Arrangement for measuring a single cell in a rechargeable battery pack and rechargeable battery pack comprising such an arrangement | |
| KR101629998B1 (en) | Circuit for balancing cells and battery pack comprising the same | |
| KR101909104B1 (en) | Energy storage apparatus balancing conditon of battery pack | |
| JP2005532538A (en) | Cell buffer with built-in test | |
| RU2439600C2 (en) | System for parameter check-out of chemical current source | |
| US9812743B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
| JP2010122162A (en) | Power supply device | |
| US20150145443A1 (en) | Autonomous Battery Balancing | |
| KR20170062325A (en) | Apparatus for diagnosing high voltage secondary battery fuse | |
| KR20190037883A (en) | Battery management system and operating method thereof | |
| JP6532831B2 (en) | Voltage monitoring circuit and voltage monitoring method | |
| CN110800186A (en) | Battery arrangement with improved balancing | |
| TWI404293B (en) | Charge balance circuit control system | |
| Hao et al. | A Power Management IC Used for Monitoring and Protection of Li‐Ion Battery Packs | |
| Fedchenko et al. | Static accuracy of the automated stand for lithiumion batteries testing | |
| JP2005086867A (en) | Charging control system | |
| US11269012B1 (en) | Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods | |
| JP2010281805A (en) | Battery voltage detection circuit |