【LPC54100】电池实时监测电路设计

yinyue01

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电池的实时监测系统，需要能监测电池的输出电流、功率、电压，考虑了以下的方案：

1.CT、VT采集电流、电压+信号调理电路

2.专用电流/功率检测芯片，如TI INA219，电池输出串采样电阻，高侧采集电压、电流，I2C输出电压、电流、功率

3.专用电池电量监测芯片，如TI BQ27410、BQ27441等，类似于方案2，I2C输出电压、电流、剩余电量、充电状态等

方案1比较通用，但设计复杂，总体成本较高；方案2、3则受专用芯片的限制，尤其是方案3只针对特定类型的电池。这里给出方案1和3的设计。

方案1：

信号调理电路实现电流和电压的采集，电压采用跟随器电路，这里主要给出电流采集电路的初步设计。

电流采集电路实现将电流转换为合适的电压该信号输入LPC54102，使其满足ADC采样和后处理的要求。信号调理电路包括I-V转换、低通滤波、程控放大和限幅电路，如下图所示。

需监测的燃料电池输出的电流为直流，mA级别。T1为穿心式直流小电流互感器，其二次侧电流经U1构成的I-V转换电路转换为电压V1，C1主要起相位补偿作用；V1经由U2A构成的二阶低通滤波电路滤除交流成分；V2经由U3构成的程控放大电路转换为适当的电压V3，U3由GPIO控制；V3经过电压跟随器减小输出阻抗，连接到LPC54102的ADC。D5和D6对输入LPC54102 ADC的电压进行限幅，以免损坏LPC54102。

方案3：

用TI公司的BQ27410电量监测芯片对电池电量做实时监测，BQ27410采用Impedance Track算法，支持电量监测，可提供剩余电池容量(mAH)、充电状态(%)、电池电压(mV)等信息，通过I2C总线与LPC54102通信。局限是BQ27410针对单节串联锂离子电池的电量检测。具体电路设计如下：

蓝雨夜

不明白
你是采集直流电，为什么用CT，VT？

蓝雨夜

T1什么用？

dontium

这个测量方法有点高端

yinyue01

蓝雨夜 发表于 2015-4-23 08:05
不明白
你是采集直流电，为什么用CT，VT？

有直流的CT，基于霍尔效应的

蓝雨夜

yinyue01 发表于 2015-4-23 09:48
有直流的CT，基于霍尔效应的

哦！

那图不要用互感器啊