專利名稱：電容隔離數(shù)字通訊測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字通信技術(shù)，特別涉及一種電池管理系統(tǒng)中的電容隔離數(shù) 字通訊測控裝置。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前電池管理系統(tǒng)中常見的電池電壓信息采集方式是通過N+1條引線將N個(gè)電 池的電壓集中到一個(gè)采集裝置中。由于這種方式采集的是模擬信號且使用了較長的引線， 故在導(dǎo)入信號電壓的同時(shí)也引入了較多的電磁干擾信號，在電動(dòng)汽車等強(qiáng)干擾環(huán)境下干擾 信號經(jīng)常會(huì)遠(yuǎn)大于有用信號。為了濾除干擾往往采用更強(qiáng)的濾波措施，而更強(qiáng)的濾波措施 將導(dǎo)致采集速度大幅度降低，即便這樣有時(shí)仍然無法獲得穩(wěn)定有效信號。

實(shí)用新型內(nèi)容為了在高電磁干擾環(huán)境下采集到信噪比最高的模擬信號。本裝置直接把執(zhí)行采集 信號任務(wù)的單片機(jī)安裝在每一節(jié)電池上，在最近的距離將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)過簡 單處理再通過數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾砥魃衔粰C(jī)。采用這種一對一的獨(dú)立檢測方式要克服的一個(gè)關(guān)鍵難題是如何在相互不共地的 測控裝置之間以較低的成本建立電隔離的數(shù)字通訊。常用的通過光耦實(shí)施的光電隔離由于 功耗大速度低被排除，更新的低功耗隔離器件也由于成本及功耗的障礙無法選用。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，采用了電容來隔離不同的地電位，僅讓 信號通過而進(jìn)入采集單元，再通過接力方式將信號傳輸?shù)焦芾砥魃衔粰C(jī)；本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，包括電池信息測量控制通信單元，其中 所述電池信息測量控制通信單元的通信接口設(shè)有有兩條輸入線和兩條輸出線，一條輸入線 和一條輸出線為一組，輸入線和輸出線端分別設(shè)有用以隔離與其它裝置的地電位的隔離電 容。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其中所述輸入線依次串聯(lián)EMI輸入電 路、箝位電路和整形電路。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其中所述輸出線串聯(lián)有限速電路。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其中所述輸入線的整形電路連接輸出 線的限速電路。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其中所述電池信息測量控制通信單元 包括被測控對象、測量輸入電路、微控制器、控制輸出電路，測量輸入電路連接微控制器， 微控制器連接控制輸出電路，測量輸入電路和控制輸出電路分別連接被測控對象，微控制 器中設(shè)有通信模塊。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置若干個(gè)組網(wǎng)應(yīng)用，每個(gè)電容隔離數(shù)字通 訊測控裝置的兩組輸入輸出線中的相應(yīng)輸入端和輸出端連接下一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測 控裝置相應(yīng)的輸出輸入端，最后一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置的輸入輸出端連接到上位機(jī)。組網(wǎng)后的所述電容隔離數(shù)字通訊測控裝置采用與電池一一對應(yīng)的安裝方式，并且 直接安裝在電池極柱上，從電池正負(fù)極直接引出給裝置供電的電源兼電壓測量信號。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，用較低的成本實(shí)現(xiàn)了在強(qiáng)干擾環(huán)境下在 多個(gè)相互不共地的測量控制系統(tǒng)之間穩(wěn)定可靠快速的雙向通信。

圖1是本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置的電路框圖；圖2是本實(shí)用新型電池測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用拓?fù)鋱D；圖3是本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置組網(wǎng)應(yīng)用的示意圖。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，下面結(jié)合實(shí)施例作更詳盡 的說明。圖1是本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置的電路框圖。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，包括電池信息測量控制通信單元，電池 信息測量控制通信單元包括被測控對象7、測量輸入電路8、微控制器9、控制輸出電路10， 測量輸入電路8連接微控制器9，微控制器9連接控制輸出電路10，測量輸入電路8和控制 輸出電路10分別連接被測控對象7，微控制器9中設(shè)有通信模塊。通信接口設(shè)有有兩條輸入線和兩條輸出線，一條輸入線和一條輸出線為一組，輸 入線和輸出線端分別設(shè)有用以隔離與其它裝置的地電位的輸入隔離電容1、輸出隔離電容 6。輸入線依次輸入隔離電容1、EMI輸入電路2、箝位電路3和整形電路4 ；輸出線串 聯(lián)有限速電路5和輸出隔離電容6 ；輸入線的整形電路4連接輸出線的限速電路5 ；連接點(diǎn) 同時(shí)連接到微控制器9的通信接口。來自上一站電容隔離數(shù)字通訊測控裝置或上位機(jī)的通訊信號經(jīng)圖1下方左側(cè)的 輸入線隔離電容1進(jìn)入EMI濾波電路2，經(jīng)過抗電磁干擾處理后，送入鉗位電路3鉗位，再經(jīng) 過整形電路4整形后送入單片機(jī)9處理，經(jīng)整形電路4整形的信號同時(shí)傳送到限速電路5， 由限速電路5限制變換率后經(jīng)通訊輸出線隔離電容6傳送到下一站測控裝置。從下一站電容隔離數(shù)字通訊測控裝置傳來的通訊信號通過經(jīng)圖1上方右側(cè)的輸 入線隔離電容1進(jìn)入EMI濾波電路2，經(jīng)過抗電磁干擾處理后，送入鉗位電路3鉗位，再經(jīng)過 整形電路4整形后傳送到限速電路5，由限速電路5限制變換率后經(jīng)通訊輸出線隔離電容6 傳送到上一站測控裝置或上位機(jī)。當(dāng)上位機(jī)呼叫本站時(shí)，微控制器的應(yīng)答信號也通過限速 電路5傳送到上一站測控裝置或上位機(jī)。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置組網(wǎng)應(yīng)用見圖2。為了在高電磁干擾環(huán)境下采集到信噪比最高的模擬信號。組網(wǎng)時(shí)直接把執(zhí)行采集 信號任務(wù)的電容隔離數(shù)字通訊測控裝置安裝在每一節(jié)電池上，在最近的距離將模擬信號轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號經(jīng)過簡單處理再通過數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾砥魃衔粰C(jī)。采用這種方法要克服的一個(gè)關(guān)鍵難題是如何在相互不共地的測控裝置之間以較低的成本建立電隔離的數(shù)字通訊。常用的通過光耦實(shí)施的光電隔離由于功耗大速度低被排 除，更新的低功耗隔離器件也由于成本及功耗的障礙無法選用。本實(shí)用新型采用了電容器 來隔離不同的地電位，僅讓信號通過，再通過接力方式將信號傳輸?shù)焦芾砥魃衔粰C(jī)。在每一 次接力傳輸過程中都通過整形自動(dòng)濾除前一級引入的干擾，使得原本會(huì)隨著傳輸距離不斷 引入并加強(qiáng)的干擾信號在整個(gè)信號傳輸過程中被濾除。從而保證了測控?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定可靠快速 的在測控裝置與管理器上位機(jī)之間傳輸。系統(tǒng)中設(shè)有若干個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置11，每個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝 置11的兩組輸入輸出線中的相應(yīng)輸入端和輸出端連接下一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置 相應(yīng)的輸出輸入端，最后一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置的輸入輸出端連接到上位機(jī)13 ； 每一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置11連接一組鋰電池13。組網(wǎng)中的本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置11采用與電池12 —一對應(yīng)的安 裝方式，并且直接安裝在電池極柱上，從電池正負(fù)極直接引出給裝置供電的電源兼電壓測 量信號，實(shí)際應(yīng)用可見圖3。本實(shí)用新型電容隔離數(shù)字通訊測控裝置安裝在每個(gè)電池上，其電路板直接安裝在 電池極柱上，從電池正負(fù)極直接引出給裝置供電的電源兼電壓測量信號。電容隔離數(shù)字通訊測控裝置有兩套數(shù)字信號輸入、輸出端共4個(gè)端口，其中一個(gè) 輸入端和一個(gè)輸出端與編號較小的測控裝置連接；另一套輸入端和輸出端與編號較大的測 控裝置連接，最后一個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置連接到上位機(jī)。
權(quán)利要求一種電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，包括電池信息測量控制通信單元，其特征在于所述電池信息測量控制通信單元的通信接口設(shè)有有兩條輸入線和兩條輸出線，一條輸入線和一條輸出線為一組，輸入線和輸出線端分別設(shè)有用以隔離與其它裝置的地電位的隔離電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其特征在于所述輸入線依次 串聯(lián)EMI輸入電路、箝位電路和整形電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其特征在于所述輸出線串聯(lián) 有限速電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其特征在于所述輸入線的整 形電路連接輸出線的限速電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，其特征在于所述電池信息測 量控制通信單元包括被測控對象、測量輸入電路、微控制器、控制輸出電路，測量輸入電路 連接微控制器，微控制器連接控制輸出電路，測量輸入電路和控制輸出電路分別連接被測 控對象，微控制器中設(shè)有通信模塊。
專利摘要一種電容隔離數(shù)字通訊測控裝置，包括電池信息測量控制通信單元，該單元的通信接口設(shè)有兩條輸入線和兩條輸出線，一條輸入線和一條輸出線為一組，輸入線和輸出線端分別設(shè)有用以隔離與其它裝置的地電位的隔離電容；輸入線依次串聯(lián)EMI輸入電路、箝位電路和整形電路；輸出線串聯(lián)有限速電路；輸入線的整形電路連接輸出線的限速電路。若干個(gè)電容隔離數(shù)字通訊測控裝置組網(wǎng)應(yīng)用，每個(gè)裝置的兩組輸入輸出線中的相應(yīng)輸入端和輸出端連接下一個(gè)裝置相應(yīng)的輸出輸入端，最后一個(gè)裝置的輸入輸出端連接到上位機(jī)。本實(shí)用新型用較低的成本實(shí)現(xiàn)了在強(qiáng)干擾環(huán)境下在多個(gè)相互不共地的測量控制系統(tǒng)之間穩(wěn)定可靠快速的雙向通信。
文檔編號H01M10/42GK201667371SQ20102000074
公開日2010年12月8日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者俞金華 申請人:俞金華