基于高频开关技术的直流电源监视系统设计

2.1.2充电管理单元

它是主控单元和充电机的接口部分，通过它控制充电机按最适合维护电池的充电曲线自动分阶段地给电池充电，延长使用寿命。同时监测充电机的运行状态，在其出现故障时通过主控单元向操作者及上位机发出报警信号，便于管理人员及时排除故障。高频整流模块采用目前国际上先进的有源功率因数校正技术(PFC)和软开关脉冲宽调制技术PWM，自主均流，并可带电插拔，热维修，其原理图见图3。

图3 充电管理单元原理框图

2.1.3 绝缘检测单元

除可监视母线电压与绝缘外，还可对各直流接地支路进行判断。绝缘检测单元采用平衡桥及不平衡桥相结合的原理，检测母线对地绝缘状态，不向直流系统输入信号，不受制于馈线对地电容的影响，支路检测采用差值计算方法，可准确计算出正负母线接地阻抗。对于多条支路同时发生一点或平衡接地均可检测出。其原理图见图4。

图4 绝缘检测单元原理框图

2.1.4电池管理单元

可对蓄电池的各种状态进行检测，对蓄电池的电压、电流、温度及容量进行实时检测，通过LCD屏显示单体电池信息、整组信息，具有电池过压、回路过流、电池亏容、电池过温、整组欠压等告警功能，并有串行通讯口，可将信息传送至监控单元。电池管理单元采用电压检测和内阻检测相结合的方法来判断电池是否失效。内阻测量采用国内首创、国际一流的测试方法，通过向电池组两端注入低频交流信息，通过科学算法，结合电压检测模块的单电池采样，巧妙地计算出每一节电池的准确内阻。

图5 电池管理单元

2.1.5 调压单元

通过调压单元将充电机的输出电压调整至合理的供电范围内，更加可靠给馈出单元供电。该单元主要是通过二极管降压原理，可灵活自动配置降压范围，一般设置为15V～35V可调。

整个系统监测全面，各单元之间相互独立，任何一个单元的退出都不影响其它单元的正常运行，系统的监控后台可控制和监视整个系统，但各单元和监控后台之间也是相互独立的，如果监控后台出现故障，系统仍能维持正常供电。

2.2 软件应用

PZWG2000采用ADS2000为主控软件，采用NATIONAL INSTRUMENT公司的虚拟仪器开发环境LabWindows/CVI编制而成。软件采用模块化设计，融合面向对象编程技术。该软件运行于Windows环境下，中英文图形智能界面，实时显示、监测、控制系统运行状态。可实现全自动无人值守运行。为实现对上述智能直流电源硬件系统的有效定理，主控软件ADS2000采用模块化设计方法，相应的模块主要有数据采集和处理模块、数据显示模块、系统设置模块、打印模块以及通讯模块等。

来源：电子发烧友