基于C8051F單片機(jī)的鎳氫電池組管理系統(tǒng)

　　CPU輸出占空比可調(diào)的PWM信號(hào)，控制NPN三極管5551的通斷，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管通斷的控制，達(dá)到電流控制的目的。同時(shí)CPU實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前電流值，并根據(jù)實(shí)時(shí)電流值閉環(huán)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)充電電流的恒流閉環(huán)調(diào)節(jié)。

　　在一個(gè)PWM周期中，當(dāng)PWM信號(hào)為高時(shí)，低邊NPN三極管5551導(dǎo)通，使高邊NPN三極管5551基極拉低，三極管關(guān)斷，場(chǎng)效應(yīng)管門級(jí)變?yōu)榈碗娖?，?chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷;當(dāng)PWM信號(hào)為低時(shí)，低邊NPN三極管5551關(guān)斷，高邊NPN三極管5551被上拉電阻拉高，三極管導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管門級(jí)變?yōu)楦唠娖?，?chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通;在每一個(gè)PWM周期中，重復(fù)以上過程。

　　2)實(shí)時(shí)電壓檢測(cè)電路

　　針對(duì)煤礦產(chǎn)品的特點(diǎn)，鎳氫電池充放電管理系統(tǒng)應(yīng)至少能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)20節(jié)串聯(lián)電池組中任一單節(jié)電池的實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。要求檢測(cè)電壓范圍寬，精度高，響應(yīng)時(shí)間快等一系列特點(diǎn)，因此，必須對(duì)20節(jié)電池進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，減少實(shí)時(shí)誤差，并通過內(nèi)部軟件校正實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度要求。測(cè)量電路原理圖如3所示。

　　圖3實(shí)時(shí)電壓檢測(cè)電路原理圖

　　20節(jié)電池電壓經(jīng)過不同阻值的分壓電阻，進(jìn)入CPU進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，得到不同AD采樣值，再通過內(nèi)部軟件恢復(fù)出實(shí)際的電壓值，相鄰電壓值之差即是單節(jié)電池電壓。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)了5組分壓電阻，實(shí)現(xiàn)了從1/3到1/20共5組分壓比。針對(duì)不同的電池電壓，將分壓后的電壓數(shù)據(jù)盡可能的包含在AD采樣的滿量程內(nèi)，提高了AD采樣的精度。簡(jiǎn)化AD外圍電路，不經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，直接進(jìn)入CPU的模擬采樣端口，消除了由外部器件差異引入的采樣誤差;通過CPU對(duì)模擬端口同時(shí)采樣，消除了由采樣時(shí)間差異引入的時(shí)差誤差。

　　CPU選用的是Silicon公司推出的8051F5XX系列CPU，它內(nèi)部包括一個(gè)12 bit的ADC，且支持多達(dá)32個(gè)單端輸入，完全符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。