线路电压检测装置
线路电压检测装置
使用说明书
型号：VDG-3
请留意
此说明书务必提供给运行及维修的相关负责人员，请将本
说明书妥善保管并能够及时查阅。如有不明确的地方，请
与如下地址联系
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保证
本装置是日新电机株式会社在充分进行了试验，检查后而出厂的产品。
如果万一出现由制造不完备而引发的故障或因运输之中造成的损坏，请同我公司联系。
在本公司责任范围内的前提下，本产品的保证期为自购入之日起1年。在保证期内与我司联系将得到无偿修理。
即使是在保证期之内，如遇到以下情况时，将提供有偿服务。
。违反说明书所记载的使用方法及注意事项所要求的操作规定及保管而引发的故障。
。由于客户自行运输及搬动而造成的掉落、冲击，震动等而产生的故障、损坏情况。
。自外部的异常电压或受同本装置相连的其它设备的影响而造成的故障。
。由于火灾，地震，水灾，雷击，暴动，战争及其它天灾地灾等不可抗力的原因而引发的故障及损坏。
预告：
将来，因需改善本装置而修改本说明书内容，将不另行通知。
为了安全请务必遵守
使用本产品，请务必遵守以下事项。另外，关于安全所需注意事项将作如下文字说明。
使用本产品之前请对机器的知识，安全的情况及注意事项进行全面了解后再使用。
在本说明书中用[危险]，[注意]来区分安全注意事项的重要性。
! 危险如果操作失误，预想发生危险，可能会造成人员伤亡或重伤。
！注意如果操作失误，预想发生危险，可能造成中度伤害或轻伤。
另外！注意中所记载的事项也会因不同情况而可能造成重大事故。所以如上所记
载的内容均为重要内容，请务必遵守。
操作者的资格
本说明书是为具有检压器基本知识的人员编制而成。请按规定让有资格的人员进行操
作，资格合格者一定要满足以下条件。
。熟读本说明书并理解所写内容。
。了解本产品的性能，充分认识潜在的危险。
请留意：
。为了使设备安全运行，严禁进行说明书要求以外的拆解或改造。
。如果注意铭牌或说明书损坏，请与本公司联系。
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目录
1．适用范围 (7)
2．目的 (7)
3．原理 (7)
4．构成 (7)
5．性能 (8)
6．各部分名称及作用 (11)
7．装置回路构成 (12)
8．动作说明 (13)
9．操作注意事项 (14)
9.1设置环境 (14)
9.2开箱检查 (14)
9.3关于搬运 (15)
9.4关于保管 (15)
9.5关于报废 (15)
9.6关于安装及配线 (16)
9.6.1关于配线 (16)
9.6.2关于输入用屏蔽线的连接 (17)
10．调整 (18)
11．维护检查 (19)
12．不良状况确认 (20)
13．装置连接图例 (21)
1．适用范围
本装置适用于超高压及高压线路的电压检测。
2．目的
本装置用于线路的相电压检测，不仅能显示有无电压，还可供给接点输出并同时也能
提供遥测仪用的模拟输出。
3．原理
本装置的动作原理是在相对于要进行线路电压检测所在相的主回路设置电极，根据其
静电容量和装置的静电容量进行分压，增幅该电压，并与装置内部所作出的标准电压
值进行比较，使输出继电器进行动作。
4．构成
本装置是由电极，保护装置，线路电压检测装置所组成。本装置的外形图如图1所示。
电极和本装置之间用同轴电缆或用屏蔽线（CVVS 1.25m㎡2芯）
进行联接。
本装置是由可靠性高的电子部件所组成，具备检查回路。
2
图1 VDG-3
5．性能
（注）*1 电压有无输出用a接点，无电压时是闭路状态。
控制电源监视用接点，控制电源异常时是闭路状态。
6．各部分名称及作用
线路电压检压装置
① 电源开关 ：接通、切断控制电源
② 电源监视显示灯 ：监视控制电压，正常时灯亮 ③ 检查开关 ：检压装置的检查用开关
④ 动作显示灯 ：线路电压在设定值以上时，红灯亮。 线路电压在设定值以下时，绿灯亮。 ⑤ 动作调整旋钮 ：调整使输出继电器动作的电压值。
在额定电压×
⑥ 调整范围 （G ） ：用于本装置设定时的调整。 ⑦ 调整范围 （M ） ：用于遥控输出的调整。
⑧ 调整范围 （?） ：用于变量器输出的相位调整。
以下动作。
（设定的值）％
100
7．装置回路构成
本装置是由电源回路，增幅器回路，继电器回路，遥控用输出回路，点检回路及电源监视回路所组成。
图2为本装置的部分联接图
（1）输入回路及电源回路
电极通过屏蔽线与输入端子联接，另外，电极以外的线及屏蔽线的一端与Q端子
相联接并接地。（为维护及保护起见，请在其间加入保护装置。另外接地线要使
用5.5mm2以上的导线。）
对于从电极侧进入的电波冲击，用电波吸收装置或避雷器来保护。
电源回路是由整流电源提供稳定电压的，对于从控制电源侵入的电波冲击，是用
电波吸收装置或避雷器来保护。同时也能起到抑制电源回路产生的噪音漏向控制
电源的作用。
（2）增幅回路
构成高输入阻抗回路。
保持变量器输出，额定输入时，从vP — uP端子间输出为4V 0.1VA。
请注意变量器的输出绝对不能短路。
（3）继电器回路
增幅器的输出经过整流之后，通过动作调整用旋转开关（SW3）与所设定的电压
与基准电压进行比较，然后驱动输出继电器。
此接点输出引到端子排上，接点输出是在无线路电压情况下动作。
（4）遥控用输出回路
为能用远方的直流指示表显示线路电压，用绝缘变压器将增幅器输出转换为直
流。
此回路所联接的直流指示表的感度电流最大幅度为1mA。
请使用? 0.9 以上2芯的屏蔽线联接，端子为+OP — -OP间，屏蔽部分
接地。线路电阻包括仪表内电阻可以调整到10KΩ。（控制盘M 范围）
对于控制回路产生的电波冲击，是由绝缘变压器及电波吸收器来保护。另外
即使万一输出端子出现短路的情况，也不会影响到其它回路的动作。
（5）点检回路
由振荡回路和点检开关构成用于点检增幅器及继电器回路输出。
线路无电压时，使振荡电压增加到增幅器内（将开关处于“有电压”处）并确
认有电压。
另外，线路有电压时，将增幅器输出接地（开关在“无电压”处）
并确认无电压。
（6）电源监视回路
回路控制电压与基准电压比较，当控制电压值不在正常范围时，驱动输出继电
器。另外，回路保护用保险丝熔断，电源开关未合闸及未供给控制电源时，接
点输出是“闭”状态，可判断为异常。
8．动作说明
（1）将电源开关置于“接通”处，数秒后电源监视显示灯亮，则表示有控制电压。
（2）线路有电压时
供给与输入电压成比例的遥控用输出的同时，如果线路电压在设定值以上时，
输出继电器处于复位状态，各接点输出不变。
另外，本装置的动作显示灯处于红灯亮时，表示线路电压在动作设定值以上。
（3）线路无电压，或者，线路电压在设定值以下时
输出继电器动作，各接点输出将有变化。
另外，本装置的动作显示灯处于绿灯亮时，表示线路电压降低。
（4）控制电压有异常时或未供给控制电压时，电源监视显示灯灭，表示本装置动作不正常。
9．操作注意事项
9.1设置环境
9.2开箱检查
本装置是在本公司工厂按实际使用状态进行组装，调整并经过了严格的出厂检验之后，装箱出厂。
①打开包装纸箱，检查产品的出厂铭牌，确认是否与订货要求相符。
②请确认产品及附件并检查有无破损及短缺。
③万一有缺件或破损件情况，请直接与本公司营业部门联系。
9.3关于搬运
本产品为精密仪器，因此在搬运及移动时请注意如下几点。
①请用专用的包装箱进行包装后在进行搬运，不得已而不能包装时，搬运本体时必须单
独搬运本体，决不能叠置搬运。
②请不要造成冲击，摔落或扔递本体。
9.4关于保管
保管本产品时，首先确认本产品完好无损并注意以下几点。
①请放入专用的包装箱内。
②请放置在灰尘少的场所。
③请放置在干燥的地方，请不要放在被雨水直接淋到或高温，低温湿气大及有
腐蚀性气体的地方。
④本产品上不能重叠堆放其他物品且不要蹬踩。
⑤保管时，请避免有虫子，小动物的场所及不容易产生霉菌的场所。
9.5关于报废
本产品报废时，请按有关法令关于产业废弃物的规定进行处理。处理不了时请与本公司联系。
9.6关于安装及配线
9.6.1关于配线
产品配线时，请注意如下几点
。请按装置连接之例，进行配线。
。请按已确定的端子番号进行配线。
。请用压线端子联接端尾。
。一个端子不要配3根以上的电线。
。请确认紧固端子的螺丝是否紧固。
。控制电源请务必使用额定电压，并注意不要接错正负电极。
。请用5.5 mm2的规定电线连接接地端子。
。请分离控制电源，AC输入，遥控输出，接点输出的布线。
9.6.2关于输入用屏蔽线的连接
输入用屏蔽线配线时，请注意如下几点
10．调整
请按如下顺序调整本装置 （1） 确认配线是否正确。
（2） 请确认保护装置的运用状态（PRO -31是否在“常用”位置上）。
（3） 拆下本装置的外罩，接通电源开关，数秒后电源表示灯（黄色）亮。
（4） 确认线路是外加了额定电压。
（5） 对增幅器的输出进行调整。
① 拆下封条（调整后即可扔掉） ② 动作值设定钮向右旋转到底 （参照下图），此时有电压的 表示灯（红灯）如果灯亮， 请继续按③操作。
③ 用3mm 宽的一字改锥将
G 调节量顺时针旋转直到 红灯亮为止。
④ 然后慢慢地逆时针旋转，在
绿色灯亮的位置停止转动。
⑤ 除按① ～ ④的顺序调整外，在端子uP — vP 之间连接高阻抗（10M Ω）的电压表，调
整G 钮使其至AC 4V 输出。
（6） 遥控用输出的调整
通过仪表盘上的M 调节量来调节端子 +OP — -OP 间的输出。
（7） 将动作设定旋钮来调整所需的设定值。
（8） 将本装置的护罩重新装上，并将螺丝紧固好。
11．维护检查
定期检查（每6个月一次），动作有问题时，请按以下的顺序进行确认。
（1）拆卸本装置的护罩，将点检用手柄设定在“有电压”处。
给增幅器回路加入点检回路的信号，本装置将表示“有电压”，
同时红灯亮。
表示“无电压”时，说明有故障。
（2）然后点检用手柄设定在“无电压”处。
增幅器回路的输入信号短路，本装置将表示“无电压”，
同时绿灯将亮。
表示“有电压”时，说明有故障。
（3）进行以上的点检后，如还有疑问时，
请参照[ 12 不良状况确认] 。
（4）点检结束后，请安装护罩。
母线电压AD采样波动较大案例
案例编号：IES-HW-11-005 关于母线电压AD采样波动较大的经 验案例
一、问题提出 iSVG功率单元调试时，发现在母线电压较低时（约50V），驱动板上DSP的AD采样回来的信号波动较大，导致软件无法进行调试。 二、问题分析 母线检测电路如下图所示： 上面的电路在母线电压只有100V左右的时候，检测电路的电流为100V/(510K*24)=8.17uA，电流很小，在高压系统中，很容易受到干扰而有较大的抖动。因此，我们需要增大检测电路的电流，以提高检测信号的抗干扰能力。 三、解决方案 电路中的衰减电阻510K是片状1210封装，额定功率为1/3W，但片状电阻我们最好能降额到20%以下使用，否则电阻的发热会比较厉害。计算每个510K电阻的功率在母线电压为1000V时为81.7uA*81.7uA*510K=3.4mW，实际使用为额定功率的0.0034/0.3333*100%=1%，所以可以加大检测电流，改为使用金属膜电阻2W封装作为衰减电阻，以便可以更大程度地加大检测电流，使用3个200K/2W串，电路如下： 更改后的电路在母线电压为100V时，检测回路的电流为100V/(200K*6)=83.3uA，相比更改前电路的检测电流增大了10倍，经测试，即使功率单元在母线只有几十伏时，检测到的电压信号仍然相当稳定，线性度也很好，说明更改后的电路极好地增加了电路的抗干扰能
力。下面计算电路中电阻的功率和运放的输入端电压是否满足要求。在母线电压为1000V 时每个200K/2W电阻的功率为0.833mA*0.833mA*200K=0.138W，实际使用为额定功率的0.138/2*100%=6.9%；3K-0603电阻功率为0.833mA*0.833mA*3K=2mW，为额定功率0.1W 的2%；运放的输入端电压为0.833mA*3K=2.5V<15V，满足各个器件的降额要求。 四、小结 信号检测或者其他重要信号的传输电流，在功率允许范围内建议尽可能地大些，这样不仅能够增强抗干扰能力，也能便检测信号更加准确。
基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现v1
综合实验1 一、实验题目 基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现 二、项目背景 Arduino是源自意大利的一个基于开放原始码的软硬件平台，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。Arduino 可用来开发独立运作、并具互动性的电子产品，也可以开发与PC相连的周边装置，同时能在运行时与PC上的软件进行交互。 Arduino的电路板硬件可以自行焊接组装，也可以购买已组装好的成品；而开发环境软件则可通过网络免费下载与使用。目前Arduino的硬件部分支持Atmel的A Tmega 8、ATmega 168、ATmega 328等微处理器。此外，Arduino方案获得2006年Prix Art Electronica电子通讯类方面的荣誉奖。Arduino的硬件电路参考设计部分是以知识共享（Creative Commons；CC）形式提供授权，相应的原理图和电路图都可以从Arduino网站上获得。 Arduino特点： ●开放原始码的电路图设计，程式开发界面免费下载，也可依需求自己修改； ●具有多通道的数字I/O、模拟输入、PWM输出； ●具有10bit的ADC； ●Arduino 可使用ISCP线上烧入器，自行将新的IC芯片烧入“bootloader”； ●可依据官方电路图，简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制； ●可快速、简单、方便地与传感器、各式各样的电子元件、电子电路进行连接； ●支援多样的互动程序，如Flash、Max/Msp、VVVV、Processing等； ●使用低价格的微处理控制器； ●可通过USB接口供电。 三、实验目的 1、熟悉Arduino最小系统的构建和使用方法；
变频器电压电流典型检测方法
变频器电压电流典型检测方法 1.前言 变频器最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出，调节电机输入电压的频率f，即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器，作用是把交流电变为直流电，部分2为无功缓冲直流环节，在此部分可以采用电容作为缓冲元件，也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分，作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器，这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢这就需要从电机的结构和控制特性上说起： ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中，过载起动电流为额定电流的~倍;过流保护为额定电流的~3倍(根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点);另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改善变频器的输出特性，需要对变频器进行死区补偿，几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态运行，再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，就需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确、可靠的信息，使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性，在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。 2.在线测量电压的几种方案设计 变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下，变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害，当电压上升至约800V左右时，变频器过电压保护功能动作;另外变频器发生欠压时(350V左右)也不能正常工作。对变频器而言，有一个正常的工作电压范围，当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器，因此，必须在线检测母线电压，常用的电压检测方案有三种。 1)变压器方案 图2中，P为直流母线电压正(+)，N为直流母线电压负(-)。 变频器控制回路的电源电压一般采用开关电源的方式来获得，利用开关变压器的特点，在副边增加一组绕组N4(匝数根据实际电路参数决定)作为母线电压的采样输出，开关变压器的原边电压为母线电压，而副边输出电压随着原边输入电压的变化而线性地发生变化，这样既能起到强弱电隔离作用又能起到降压作用，把此采样信号经过处理可以送到DSP内进行A/D采样实现各种保护工作。 2)线性光耦方案
外加电压检测复位电路设计方案
外加电压检测复位电路设计方案 1．6．5 PIC单片机的外接电压检测复位电路举例1．设计思路有许多型号单片机的内部均不具备掉电复位功能，即使对于内部包含该功能的PIC单片机，其复位门槛电压值是固定不可更改的，有时不能满足用户的需求，因此，外加电压检测复位电路也是较常见的设计方案。对于片内带有掉电复位功能BOR的PIC单片机，在使用外接电压检测复位电路时，就必须将内部BUR功能禁止，方法是将系统配置字的BUDEN位设置为0。对于内部不带BOR功能的PIC单片机，其电源控制寄存器PCUN没有BOR标志位，无法准确识别由外接电压检测复位电路引起的单片机复位，因此在程序执行过程中在MCLR 引脚施加了人工复位信号引起的复位。与外接电压检测复位电路相关的单片机片内等效电路如图1所示，从该图可以看出，外接电压检测复位电路时，单片机内部的两个定时器不参与工作。 图1 与外接电压检测复位电路相关的单片机片内等效电路2．电路设计（1）外接分立元件电压检测复位电路。下面给出了两种不利用分离元器件搭建的电压检测复位电路。电路工作原理是，当VDD下降到某一门槛值时，三极管截止，从而使MCLR端电平变低，迫使单片机复位。图2中该门槛值为VDD＜Vz十0.7V，其中Vz是稳压管的稳定电压的值，而图3中该门槛值为VDD＜0.7V（R1＋R2）／R1。 图2 外加电压检测复位电路（VDD＜Vz十0.7V） 图3 外加电压检测复位电路（VDD＜0.7V（R1＋R2）／R1）（2）外接专用芯片电压检测复位电路。图4所示为一种利用专用芯片HT70XX搭建的电压检测复位电路。台湾HOLTEK公司研制的HT70XX系列集成电路是一组采用CMOS工艺制造的电源欠压检测器，其包装形式有三脚直插式封装和贴片式封装两种。 图4 由HT70XX构建的外加电压检测复位电路(本文转自电子工程世界：)
变频器电压检测电路
变频器的电压检测电路（新） ——正弦变频器电压检测实际电路分析 一、电路构成和原理简析 电压检测电路，是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分，旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内，若工作电源危及IGBT （包含电源本身的储通电容）器件的安全时，实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。此外，少数机型还有对输出电压的检测，在一定程度上，起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用，取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。 1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现 图1 电路检测电路的构成（信号流程）框图 1、电压检测电路的电压采样形式（前级电路） 1）直接对DC530V 电压采样 78L05C 8 P N 图2 DC530V 电压检测电路之一 直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样，形成电压检测信号。如阿尔法ALPHA2000型变
频器的电压检测电路，如图2所示。 电路中U14线性光耦合器的输入侧供电，由开关变压器的独立绕组提供的交流电压，经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供，电源地端与主电路N 端同电位。输出侧供电，则由主板+5V 所提供。 直流回路P 、N 端的DC530V 电压，直接经电阻分压，取得约120mV 的分压信号，输入U14（线性光耦合器，其工作原理前文已述）进行光、电隔离与线性放大后，在输出端得到放大了的检测电压信号，再由LF353减法放大器进一步放大，形成VPN 直流电压检测信号，经CNN1端子，送入MCU 主板上的电压检测后级电路。 2）由开关变压器次级绕组取得采样电路信号 +5V -42V 图3 DC530V 电压检测电路之二 N +5V N1输入电压波形示意图V T 截止 VT 饱合导通 0V 530V 5V 0V -42V N3输出电压波形示意图 压采样等效电路T1 图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图 主电路的DC550V 直流电压检测信号，并不是从主电路的P 、N 端直接取得，而是“间接”从开关电源的二次绕组取出，这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情，也成为该部分电路检修的一个障碍。电压采样电路如上图4所示。 在开关管VT 截止期间，开关变压器TRAN 中储存的磁能量，由次级电路进行整流滤波得到+5V 工作电源，释放给负载电路；在VT 饱和导通期间，TC2从电源吸取能量进行储存。 N3二级绕组上产生的电磁感应电压，正向脉冲出现的时刻对应开关管的截止时间，宽度较大，幅值较低，经二极管D12正向整流后提供负载电路的供电，有电流释放回路；反向脉冲出现的时刻对应开关管的饱和导通时间，宽度极窄，但并不提供电流输出，回路的时间常数较大（不是作为供电电源应用，只是由R 、C 电路取得电压检测信号），故能在电容C17上维持较高的幅值。开关管VT 饱合导通时，相当于将N1绕组直接接入530V 电源，因而在同一时刻N3绕组此时所感应的负向脉冲电压，是直接反映N1绕组供电电压高低的，并与其成线性比例关系——N3绕组感应电压的高低，仅仅取决于N1、N3绕组的匝数比。整
三相电源检测介绍
三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计 摘 要 本设计采用AT89C51单片机实现三相电压与电流的检测。该设计可检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流0～5A）。本系统的变压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足5%的精度要求。输出采用128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由AC220V 交流电经整流、滤波、稳压供电。系统采用数字时钟芯片和8kB 的RAM 进行存储器的扩展。 关键词关键词：：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM
1.引言 当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采样，便于进一步分析控制。 目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。提高系统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。 真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形复杂的三相交流电压电流。这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。 本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。该系统检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C线电流0～5A）。本系统的变压器、放大器、A/D转换和计算产生的综合精度满足5%要求。输出显示采用128×64点阵的LCD，单片机电源由AC220V交流供电通过变压与整流稳压电路实现。系统配有数字时钟芯片、8kB的RAM存储器扩展芯片。 2总体设计方案 总体设计方案框架如图2-1所示，由交流信号处理部分、A/D转换电路、51单片机控制、数据存储器电路、LCD显示电路以及稳压电源电路组成。 图2-1总体系统原理图
怎样测量串联电池组电压
怎样测量串联电池组电压 目前，发电厂、变电站的操作电源系统大多采用直流电源，直流电源系统是发电厂、变电站非常重要的一种二次设备，它的主要任务就是给继电保护、断路器分合闸及其它控制提供可靠的直流操作电源和控制电源，它要求配置蓄电池系统。实践经验表明，在所有表征蓄电池的参数之中，蓄电池的端电压最能体现蓄电池的当前状况。可以根据端电压判断蓄电池的充、放电进程，当前电压是否超出允许的极限电压。还可以判断蓄电池组的均一性好坏等。因此，对蓄电池的端电压的测量十分重要。 1 共模测量法 共模测量是相对同一参考点，用精密电阻等比例衰减各测量点电压，然后依次相减得到各节电池电压。该方法电路比较简单，但是测量精度低。比如，24节标称电压为12V的蓄电池，单节电池测试精度为0.5%的测试系统，单节电池测试绝对误差为±60mV，24V节串联积累的绝对误差可达1.44V，显然，其相对误差可达到12V，这在应急电源监控系统中经常会造成误报警，所以不能满足应急电源监控系统的要求。这种方法只适合串联电池数量较少或者对测量精度要求不高的场合。 2 差模测量法 差模测量是通过电气或电子元件选通单节电池进行测量。当串联电池数量较多而且对测量精度要求较高时，一般应采用差模测量方法。 2.1继电器切换提取电压 传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大的电解电容做隔离处理，其基本的测试原理是：首先将继电器闭合到蓄电池一侧，对电解电容充电；测量时把继电器闭合到测量电路一侧，将电解电容和蓄电池隔离开来，由于电解电容保持有该蓄电池的电压信号，因此，测试部分只需测量电解电
容上的电压，即可得到相应的单体蓄电池电压。此方法具有原理简单，造价低的优点。但是由于继电器存在着机械动作慢，使用寿命低等缺陷，根据这一原理实现的检测装置在速度，使用寿命，的可靠性方面都难以令人满意。为解决上面问题可将机械继电器改用光耦继电器，这样无需外加电解电容提高了可靠性，速度和使用寿命也随之达到要求，但相对成本要大大提高。用光电隔离器件和大电解电容器构成采样，保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压。此电路缺点是：在A/D转换过程中1电容上的电压能发生变化，使精度趋低，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟决定采样时间长等缺点。 2.2V/F转换无触点采样提取电压 V/F转换法的原理图1所示，其原理如下：信号采集采用V/F转换的方法，单节蓄电池采用分别采样，取单节蓄电池的端电压经分压（降低功耗）后作为V/F转换的输入，分压电阻的分散性可通过V/F转换电路调整V/F转换信号输出通过光电隔离器件送到模拟开关，处理器通过控制模拟开关采集频率信号。数据采集电路与数据处理电路采用光电隔离和变压器隔离技术，实现两者之间电气上的隔离。但采用V/F转换作为A/D转换器的缺点是响应速度慢，在小信号范围内线性度差，精度低。 图1V/F转换法的原理图 2.3浮动地技术测量电池端电压 由于串联在一起的电池组总电压达几十伏，甚至上百伏，远远高于模拟开关的正常电压，因此需要使地电位随测量不同电池电压时自动浮动来保证测量正常进行，其原理图2所示。每次时，先由模拟开关选通，使其被测电池两端的电位信号接入测试电路，此信号一方面进入差分放大器；另一方面进入窗口比较器，在窗口比较器中与固定电位Vr相比较，从窗口比较器输出的开关量状态可识别出当前测量地（GND）的电位是太高，太低或者正好（相对于Vr）。如果正好，则可以启动A/D进行测量。如果太高或太低，则通过控制器对地（GND）电位行浮动控制。由于地电位经常受现场干扰发生变化，而该方法不能对地电位进行实时精确控制，因而
变频器电路图-整流、滤波、电源及电压检测电路
变频器电路图-整流、滤波、电源及电压检测电路 以下仅仅对变频器电路图-整流、滤波、电源及电压检测电路的分析,好象论坛上发不了图纸. 1. 整流滤波部分电路 三相220V电压由端子J3的T、S、R引入，加至整流模块D55（SKD25-08）的交流输入端，在输出端得到直流电压，RV1是压敏电阻，当整流电压超过额定电压385V时，压敏电阻呈短路状态，短路的大电流会引起前级空开跳闸，从而保护后级电路不受高压损坏。整流后的电压通过负温度系数热敏电阻RT5、RT6给滤波电容C133、C163充电。负温度系数热敏电阻的特点是：自身温度超高，阻值赿低，因为这个特点，变频器刚上电瞬间，RT5、RT6处于冷态，阻值相对较大，限制了初始充电电流大小，从而避免了大电流对电路的冲击。 2. 直流电压检测部分电路 电阻R81、R65、R51、R77、R71、R52、R62、R39、R40组成串联分压电路，从电阻上分得的电压分别加到U15（TL084）的三个运放组成的射极跟随器的同向输入端，在各自的输出端得到跟输入端相同的电压（输出电压的驱动能力得到加强）。U13（LM339）是4个比较器芯片，因为是集电集开路输出形式，所以输出端都接有上接电阻，这几组比较器的比较参考电压由Q1（TL431）组成的高精度稳压电路提供，调整电位器R9可以调节参考电压的大小，此电路中参考电压是6.74V。如果直流母线上的电压变化，势必使比较器的输入电压变化，当其变化到超过6.74V的比较值时，则各比较器输出电平翻转，母线电压过低则驱动光耦U1（TLP181）输出低电平，CPU接收这个信号后报电压低故障。母线电压过高则U10（TL082）的第7脚输出高电平，通过模拟开关U73（DG418）从其第8脚输出高电平，从而驱动刹车电路，同时LED DS7点亮指示刹车电路动作。由整流二极管D5、D6、D7、D18、D19、D20组成的整流电路输出脉动直流电，其后级的检测电路可对交流电压过低的情况进行实时检测，检测报警信号也通过光耦U1输出。 3. 电源电路 U62（VIPER100SP）是内部带场效应管的开关电源控制芯片。母线电压+VPW通过保险F1加到开关变压器T1的第2脚，T1的第1脚和第2脚是初级线圈，U62内部集成了特别的启动电路，电路启动后，T1次级3、4、5脚输出的感应脉冲经整流滤波后得到电压检测电路所需的正负电压，正电压也同时提供给U62以维持其工作。T1其它次级输出的感应脉冲经整流滤波后分别供应U、V、W三相上桥光耦驱动所需电压（+VHU，0VHU）（+VHV，0VHV）（+VHW，0VHW），还有其它控制电路所需电压（+VSI，0VSI，-VSI）。芯片U56（LM2575S-ADJ）是一个PWM开关式输出稳压芯片，将+VSI电压降压并稳定为5V（+VSI5）供给CPU等芯片所需电路。 对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。
锂电池检测
锂电池检测 电池测试是一项看似简单却不简单，基础又重要的工作。当拿到一只电池或一组电池组时，怎样判断它的好坏呢？单从外表上我们得不到太多的有用信息，这就需要借助设备仪器对电池进行有目的的测试。 在测试之前我们一定要先收集这个电池的信息，比如这个电池是用在什么地方的，电池的关键材料是什么，电池的型号是什么，它是能量型的还是功率型的。这样我们才能有针对性的对电池或电池组作出准确的评价。电池按照应用范围的不同可以分为能量型电池和功率型的电池，两种电池的区别在于一中适合于小电流放电，一种适合于大功率放电，一种能量密度相对较大，一种能量密度相对较小。对电池的测试可以参考不同的标准，有国家标准有行业标准也有国外的标准，我们公司目前的动力电池测试是采用的汽车行业的动力锂离子电池检测标准《电动车辆用锂离子电池》 一、单体电池的检测 1.基本性能 基本性能包括电池的容量（一般常温25℃0.5C或1/3C）、内阻、质量、体积和能量比。 例： 1.1某厂样品电池基本性能
从基本性能上我们可以判断出电池的一致性，上面的数据可以看出此电池内阻质量容量和中值电压上差值较小，所以其内阻。 2.电化学性能 电化学性能是电池最重要的性能也是直接反应电池好坏的一项性能。电化学性能主要包括倍率性能、循环性能、高低温性能、搁置贮存性能等 2.1倍率性能 倍率的概念都知道了，就不多说了。不同电池要测试的倍率也不一样。能量型的电池对倍率性能的要求不高，所以测试的最大倍率可以小些。功率型的电池要测试的最高倍率就要大很多，根据情况甚至可以达到15C。 那么倍率性能要关注那些东西呢？首先最应关注的是其倍率放电平台电压。平台电压没有一个确切的概念，行业内一般把电池放电的中值电压（即容量放出一半时电池的放电电压）定为电压平台。我们平时说锰锂的工作电压是3.7v，钴锂和三元的工作电压是3.6v，磷
变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计
变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出，调节电机输入电压的频率f，即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器，作用是把交流电变为直流电，部分2为无功缓冲直流环节，在此部分可以采用电容作为缓冲元件，也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分，作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器，这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电
流进行检测呢？这就需要从电机的结构和控制特性上说起： ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之 间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中，过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍；过流保护为额定电流的2.4~3倍（根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点）；另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改善变频器的输出特性，需要对变频器进行死区补偿，几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态运行，再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，就需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确、可靠的信息，使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性，在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。下面分别就几种方法进行探讨。 2.在线测量电压的几种方案设计
基于单片机的直流电压检测系统设计_课程设计说明书
山东建筑大学 课程设计说明书 题目：基于单片机的直流电压检测系统设计课程：单片机原理及应用B课程设计 院（部）：信息与电气工程学院 专业：通信工程 班级：通信111 姓名：张安珍 学号：2011081342 指导教师：张君捧 完成日期：2015年1月
目录 摘要......................................................... I I 正文.. (1) 1 设计目的和要求 (1) 3 设计内容和步骤 (2) 3.1单片机电压测量系统的原理 (2) 3.2 单片机电压测量系统的总体设计 (3) 3.2.1 硬件选择 (4) 3.2.2 软件选择 (4) 3.3 硬件电路的设计 (4) 3.3.1 输入电路模块设计 (4) 3.3.2 LM7805稳压电源电路介绍 (5) 3.3.3 显示模块电路设计 (5) 3.3.4 A/D转换设计 (7) 3.3.5 单片机模块的简介 (9) 3.4系统软件的设计 (12) 3.4.1主程序的设计 (12) 3.4.2 各子程序的设计 (14) 总结与致谢 (16) 参考文献 (17) 附录一系统整体电路图 (18) 附录二 A/D转换电路的程序 (19) 附录三 1602LCD显示模块的程序 (21)
摘要 随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段。对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚为突出，因为电压的测量最为普遍。本设计在查阅了大量前人设计的数字电压表的基础上，利用单片机技术结合A/D转换芯片ADC0832构建了一个直流数字电压表。本文首先简要介绍了单片机系统的优势，然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计。 本文介绍了基于89S51单片机的电压测量系统设计，介绍1602LCD液晶的功能和ADC0832的转换原理。该电路设计简单，方便。该设计可以测量0~5V的电压值，并在1602LCD液晶上显示出来。 本系统主要包括三大模块：主程序模块、显示模块、A/D转换模块，绘制点哭原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路，在软件编程上，采用了c语言进行编程，开发了显示模块程序，A/D转换程序。 关键词：89S51单片机；1602LCD液晶；ADC0832
锂电池保护板的简单检测方法
锂电池保护板的简单检测方法 锂电池保护板对锂电池进行过充、过放、过流（充电过流、放电过流和短路）保护，有些保护板上设计有热敏电阻，用于对电池进行过热保护，但过热保护通常是由外电路完成的，并不由保护板实现。保护板上的热敏电阻仅仅是给外电路提供一个温度传感器。如果保护板不良，电池就很容易损坏。本文介绍一种锂电池保护板的简单检测方法。 检测电路如下图： 电路很简单，主要元件就是一个电容和两个电阻，两个开关可以用鳄鱼夹或手动搭线都没问题的。色框内的部分是锂电池保护板的内电路。 原理： 电解电容C连接到保护板上的电池接点（B+，B-）上，充当电池，可进行充电和放电，连接时别弄错极性就行。电压表（数字万用表20V电压档）并联在电容两端，用于监视电池电压。 初始时，电容C没电，保护板上的控制芯片无工作电源，保护板处于全关断状态，即使接通开关K2，电容也不会充电。断开开关K2，电容也无电可放。即使电容有电，但电压达不到保护芯片的工作电压，也不会通过R1、R2放电。 如果带保护板的锂电池（比如手机电池）放置太久，电池因自身放电和保护板电路耗电使电池电压低于保护板上控制芯片的工作电压，保护板则全关断。测量电池引出电极P+、P-无电压，充电也充不进，就相当于上述这种初始情况。对这样的电池，一般人只能将它报废处理。其实很多时候电池并没有坏，只是必须拆开电池的封装外壳跳过保护板直接给电池芯充电，当电池芯的电压达到保护板上控制芯片的工作电压之后，电池才起死回生，能正常充电和使用。 本电路中，电容C充当电池的作用，下文关于电路原理的叙述中一律称之为电池。 接通开关K2，如前所述，电池并不会充电。按下按钮开关K1，5V电源通过R1、保护板的P+、B+（保护板上的这两个接点是直通的）、K1给电池充电，电压表上可实时读取电池两端的电压，当电池电压上升到控制芯片的工作电压（约2V）时，放开K1，这时保护板已正常工作，电池会继续充电，电池电压持续上升。如果想知道保护板在多大的电池电压下开始工作，不要长按K1，按一下，放一下，让电池电压每次上升一点点，注意观察电池电压，当电压到某个值时，不按K1电池电压也继续上升，则这个值就是保护板开始工作的最低电池电压值。 当电池电压上升到过充启动电压时（约），保护板关断充电通路，进入过充保护状态，充电停止。这时电压表上显示的就是过充保护电压。由于电压表有内阻，以及保护板上控制芯片工作也需要耗电（电流很小），所以电池通过这两条通路缓慢放电，电压表上可看到电池电压缓慢下降。当下降到控制芯片的过充解除电压（约）时，过充
变压器隔离母线电压检测
文件编号：RD-CBB- CBB规范 变压器隔离母线电压检测电路 (VER:V1.0) 拟制：飞时间：2009-07-20 批准：安时间：2009-07-25 文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般
1 功能介绍 本电路一般适用于对母线电压检测精度要求不高的场合，我司主要应用于小功率变频器的母线电压检测。软件默认母线电压和检测电压对应关系为1000V 对应3.3V ，即过压点800V 对应的软件检测点为2.64V ，欠压点350V 对应的软件检测点位1.155V 。 2 详细原理图 NP3NP4 NP5NP6 NP7NP8 NP9NP10 NS1 NS4NP2 NS3NP1 NS2NP11CHV2-04GT2123 567 141516 17 18192021232426 2729 3291011 31 Vdc -15V GND NS1_3 R143K R2 3K C2 0.1U/50V 1 2 D1 ES1J 1 2 C10.1uF/100V 1 2 R3 2K D2BYV26EGP 在变频器上电过程中，当母线电压达到180V 时开关电源启动工作（默认选择的启动电阻规格适当， 当母线180V 时芯片的VCC 已经达到16V ）。开关电源启动后，开关管2SK2225开始工作，变压器的原边储能。当开关管2SK2225关断，原边电感开始释放能量，变压器副边开始有电压输出；即开关电源的工作电压和±15V 等副边电压都已经建立,以后开关电源的工作电压靠NP2提供(反激开关电源工作方式)。而变压器隔离母线检测选-15V ，与原边形成正激开关电源工作模式；当原边有电压时，V NS_3E 即有电压输出，DSP 便可以通过上图中的Vdc 信号检测到当前的母线电压。 目前，设定母线电压和检测电压对应关系为1000V 对应3.3V 。上图中的NP1:NS2=98:8，则 V NS1_3≈母线电压/12.25。 3 器件功能 整流二极管D1和D2，输出副半波或正半波； 分压采样电阻R1～R3，其值影响着检测点的准确性； 电容C1、C2，滤波电容，对电路正常工作影响不大。 4 参数计算 在设计电路参数时，应兼顾以下因素：1、R1～R3的功耗与温升、精确度；2、流过整流二极管的电流； 4.1 分压采样电阻R1～R3： 通常变频器工作在额定母线电压下，即母线电压≈1.35U IN 则 V NS_3E ≈1.35 U IN /12.25 ≈1.35×380/12.25
电源保护电路系统的设计与制作
电源保护电路系统的设计与制作 为了方便在实验室做各种电路实验，实验室电源系统应具有如下的功能： 输出+12V，-12V，+5V固定电压的直流稳压电压源； 输出输出电压从1.25V到12V可调的直流稳压电压源； 输出电流从2mA到40mA可调的直流电流源； 输出电压约为+16V，-16V的直流电压源（没有经过稳压的电压源，方便做电源实验用）； 输出电压为12V的交流电压源（方便做电源实验用）； 在电子技术实验室使用较广泛的综合电路实验箱所使用的电源一般有好几组电源输出，如+12V，+5V，-12V等等，数字实验电路还有一个+5V电源插口。由于是学生实验用仪器，学生在做实验时操作出错是常有的现象，主要是以下三类错误：一是电源直接短路造成的严重过载而损坏电源电路，此类错误的后果是损坏稳压器，或整流二极管或变压器；二是负载过重，这往往是学生由于接线错误，如芯片的线接错，虽没有直接短路，但可能电流超过额定值，若再加上没有及时排除故障，使得时间过长，而损坏电路，如损坏芯片，进一步损坏电源电路器件；还有一种可能是将+12V或者-12V电源插入到数字实验电路的+5V电源插口，这样造成数字电路（如高低电平信号形成电路，数码信号显示电路等等）中的集成块损坏，特别是TTL集成电路块的损坏。因此，设计制作一个电路保护系统很有必要。 对保护电路的要求： 过压保护：输出的所有电压中，只要任何一个电压超过额定值1V，保护电路动作。 欠压保护：输出的所有电压中，只要任何一个电压低于额定值1V，保护电路动作。 过流保护：任何一个输出电流超过500mA时或所有正电源电流之和超过500mA时或所有负电源电流之各超过500mA时，保护电路动作。 电源电压接错保护：在应加+5V电源接口处错误地加上了其它电源，如+12V，-12V等等，保护电路动作。 常用的电路保护措施有： 熔断器保护，即通常用的保险丝，保险管，它是一种过流保护器件，将它串接在电源电
差分输入大电阻隔离母线电压检测
文件编号：INVT0_013_0024_CBB_01 CBB规范 差分输入大电阻隔离母线电压检测 电路(VER: V1.0) 拟制：惠时间：2010-5-14 批准：安时间：2010-5-25 文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般
1 功能介绍 本电路通过大电阻串联隔离高压母线电压与弱电，并组成差分输入检测母线电压。该电路具有结构简单，检测精度高的特点，在我司全系列变频器中已经批量运用。依据380v三相变频器系统的母线电压和检测信号之比为：1000V:10V的统一定标规范，设计电路参数，以下只针对380v系统，其他电压等级的系统类似。 2 详细原理图 图1 电路原理图 3 器件功能 电阻R1~R10：母线正电压隔离电阻； 电阻R14~R23：母线负电压隔离电阻； 电阻R11、R12：两个电阻并联，方便配置电阻，和其他电阻组成差分电路； 电阻R24、R25：两个电阻并联，方便配置电阻，和其他电阻组成差分电路； 电容C1、C2：滤去母线来的高频干扰, 滤除信号上的尖峰和毛刺； 电容C3、C4：运放TL082的芯片电源旁路电容，滤除±15V电源来的高频干扰； 二极管D1、D2：嵌位运放TL082的输入电压范围，使不超过TL082的芯片电源，保护TL082芯片； 电阻R13：运放TL082信号输出限流电阻，防止输出短路过热损坏运放芯片； 电阻R26：抗干扰用。
4 参数计算 图2差分检测电路示意图 12V V V R R +-= （1） 34 out V V V V R R ---= （2） 13R R R ?== （3） 24R R R β== （4） 由（1）（2）（3）（4）四式得： ()out R V V V R βα +-= ?- （5） 由（5）式可知，配置好电阻R β与R α的比值，可以检测输入的母线电压。 4.1 运放U1： 选用公司一直采用的运放芯片TL082(TI)宽带宽高速运算放大器。 4.2 电阻R1~R10和R14~R23： 这些电阻的选取主要需要考虑到在系统做冲击电压测试时，不烧毁这些电阻，因为做 冲击电压测试时，冲击电压比母线电压要高很多，根据我司的安规测试规范，强电对用户端子需要打耐压为3000VAC ，这里选用10个510K 欧姆±1%精度电阻串联，下面计算当打冲击电压为3000V AC 时，电阻的损耗。 忽略电阻R11、R12和R24、R25电阻的分压，电阻R1~R10串联，总电阻为5100K 欧姆，通过的电流为：
锂离子电池以及保护电路
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要 求. 近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池. 由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.
保护电路图 该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。在充电过程中，当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时，专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制Ｍ
基于单片机控制的开关电源及其设计
2.基于单片机控制的开关电源的可选设计方案 由单片机控制的开关电源, 从对电源输出的控制来说, 可以有三种控制方式, 因此, 可供选择的设计方案有三种: ( 1) 单片机输出一个电压( 经D/AC 芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。这种方案仅仅是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 可以用按键设定电源的输出电压值, 单片机并没有加入电源的反馈环, 电源电路并没有什么改动。这种方式最简单。 ( 2) 单片机和开关电源专用PWM芯片相结合。此方案利用单片机扩展A/D 转换器, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 调整D/A 转换器的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。这种方式单片机已加入到电源的反馈环中, 代替原来的比较放大环节, 单片机的程序要采用比较复杂的PID 算法。 ( 3) 单片机直接控制型。即单片机扩展A/DC, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 输出PWM波, 直接控制电源的工作。这种方式单片机介入电源工作最多。 3.最优设计方案分析 三种方案比较第一种方案: 单片机输出一个电压( 经D/AC芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。这种方案中, 仅仅是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 没有什么实际性的意义。第二种方案: 由单片机调整D/AC 的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。这种方案中单片机可以只是完成一些弹性的模拟给定, 后面则由开关电源专用PWM芯片完成一些工作。在这种方案中,对单片机的要求不是很高, 51 系列单片机已可胜任; 从成本上考虑,51 系列单片机和许多PWM控制芯片的价格低廉; 另外, 此方案充分解决了由单片机直接控制型的开关电源普遍存在的问题———由于单片机输出的的PWM脉冲频率低, 导致精度低, 不能满足要求的问题。因此, 单片机和PWM芯片相结合, 是一种完全可行的方案。第三种方案: 是最彻底的单片机控制开关电源, 但对单片机的要求也高。要求单片机运算速度足够快, 且能输出足够高频率的PWM波。DSP 类单片机速度够快, 但价格也很高, 占电源总成本的比例太大, 不宜采用。廉价单片机中, AVR 系列最快, 具有PWM输出, 但AVR单片机的工作频率仍不够高, 只能是勉强
锂离子电池充放电安全检测设计
锂离子电池充放电安全检测设计 手机的锂离子电池充电安全性日益受到消费者重视，因此充电器制造商在设计产品时，须掌握锂离子电池的相关规格和特性，并使用具备完善电池检测及保护功能的充电芯片，以降低过电流、过电压或过温等状况所造成的危险。 随着科技进步、生活质量提升，电子产品的踪迹到处可见，其中又以手机为人类生活中不可或缺的必需品。不论是早期黑金刚手机或现今功能强大的智能手机，皆需要电源才能运作。 早期手机的电池主要有二种，一是镍氢、镍镉电池，二是锂离子电池，但现在使用镍氢、镍镉电池来做为电源的手机，已经是非常的少见，绝大部分都是使用锂离子电池，尤其消费者希望手机待机时间更长，且体积要更小，所以镍氢、镍镉电池已经慢慢不能符合消费者的期望而被淘汰。虽然镍氢、镍镉电池在价格以及替代电池取得的便利性优于锂离子电池，在其他电子产品上仍旧可看到镍氢、镍镉电池的踪迹；但是，在体积、重量及容量方面，镍氢、镍镉电池皆不如锂离子电池，所以现今标榜着轻薄短小的电子产品，几乎都是使用锂离子电池。 智能型手机因其功能强大、屏幕耗电量大，更是需要电池容量大及电力更耐久的锂离子电池。当手机电池电量不足时，使用者通常会以充电器或搭配一组移动电源随时对电池进行充电。 体积/容量兼具锂离子电池为电子产品首选 充电电池依其材质的不同可分为四类：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。
表1 充电电池比较表 由表1优缺点看来，镍镉、镍氢及锂离子电池较适合使用在电子产品上；而锂离子电池无论是在体积、重量及容量(电子产品的使用时间)较优于镍镉、镍氢电池，也无记忆效应的问题，所以锂离子电池在电子产品使用上似乎方便许多。 延长使用寿命锂离子电池充/放电压成关键 一般来说，锂离子电池会有电性安全的范围限制。由于锂离子电池的特性，当电池电压在充电时上升到最高设定电压后，要立即停止充电，避免电池因过充电造成电池损毁而产生危险；电池供电(放电)时，电池电压如果降至最低设定电压以下便要停止放电，避免因过放电而降低使用寿命。 此外，为确保电池使用上的安全，锂离子电池还必须要加装短路保护，以避免发生危险；即使大多数的锂离子电池都有加装保护电路，然而在选择优质的充电器或移动电源时，这仍然是一项重要的考量因素。