[发明专利]一种小功率甲醇燃料电池的电压巡回测量电路

权利要求书

1.一种小功率甲醇燃料电池的电压巡回测量电路，其特征在于：整个测量电路系统包括电池取样单元、隔离放大单元、温度采集单元、微控处理中心、调试接口、通信接口、显示器接口、故障报警输出单元及上位机监控单元几部分组成；

所述的电池取样单元：采用两个双极性电源的模拟多路开关和双极性的小信号运算放大器配合完成对每节单体电池的高速循环取样，其通道的切换由微控处理中心的微处理器控制通过隔离放大单元来控制；用稳压二极管做了一个基准电压，每测量一个单电池电压都与这个基准电压去比较；

所述的隔离放大单元：采用光电隔离放大器ISO124；

所述的微控处理中心：主要完成对电池电压、温度的采样及对采样电路的隔离控制；

所述的温度采集单元：温度信号采集采用数字温度传感器，以实现对燃料电池电堆电压的检测；

所述的调式接口：采用ISP调试接口设计，实现对微控制处理中心的程序下载；

所述的通信接口：采用MAX232芯片设计RS-232串行接口，为与上位机通信准备；

所述的显示器接口：采用串行控制的8位数字液晶，显示测量数据和故障码；

所述的故障报警输出单元：检测到电池系统故障，向用户报警；

所述的上位机监控单元：基于LABVIEW软件开发，用以对电池的监控管理。

2.如权利要求1所述的一种小功率甲醇燃料电池的电压巡回测量电路，其特征在于：所述的电池取样单元包括两个模拟多路开关AD7506、一个小信号运算放大器AD620和16个限流电阻，模拟多路开关和运算放大器采用±15V输出的隔离电源供电，4根地址输入线通过光耦合器输入到模拟开关的地址选择线上，模拟开关使能端直接接电源VDD，模拟开关有16通道的CMOS模拟开关，由两个模拟开关组成16路差动输入的模拟信号采样电路，其中一个由基准电源组成的保准电路接在模拟开关的第1通道上，其他用15个通道检测单电池电压；模拟开关的输出接在差动测量放大器的输入端；

所述的隔离放大单元：电池取样单元获得电池电压信号经过一个光电隔离放大器后送入微处理器的AD通道，光电隔离放大器用ISO124，其输入端供电源与电池取样单元的供电源一致，其输出端供电源与微控制处理中心的供电源一致，AD620输出信号端与ISO124的输入端相连，电池的电压测量信号经ISO124的输出端输出，送入微处理器的AD通道；

所述的微控处理中心：采用了ATMEL公司的AVR的8位微处理器ATMEGA8L，主要完成对电池电压和温度的采样、分析、处理，及对采样电路的隔离控制，电池取样单元的模拟多路开关地址选择线通过4个光电耦合器与微处理器的I/O口相连，光电隔离器件采用TLP521-2，微处理器的PD2、PD3、PD6、PD7端口输出控制信号通过两个TLP521-2光电隔离器后去控制2个多路模拟开关AD7506的四位地址选择口；

所述的温度采集单元：使用的温度传感器是数字温度传感器，其电源端接微控制系统的电源VDD，其接地端接微控制系统的电源的地，其数据端口接微控制芯片的PB0端口，在数据连线上接上拉电阻；

所述的调试接口采用ISP调试接口；

所述的通信接口为基于MAX232芯片设计控制系统的串行通信接口，以便于上位机与本系统间的数据通信；

所述的显示器接口，采用通用的串行控制的8位数字液晶模块，该显示有电源引脚VCC、接地引脚GND、时钟引脚CLK、数据引脚D；VCC引脚接控制系统的VDD电源，GND引脚接控制系统的地，CLK引脚接控制芯片的PB1端口，数据口D接微处理器的PB2端口；

所述的故障报警输出单元：由一个PNP型三极管和一个的蜂鸣器组成；控制蜂鸣器的信号来自微控制芯片的PC4.端口，低电平有效；

所述的上位机监控单元：上位机界面主要是基于LaVIEW而设计的串口通信的界面，其作用是实时动态地显示和存储数据，此界面既可监控电池当前状态，又可查询每节电池的历史状态和电压值的走向，如此便于掌握整个燃料电池的工作状态。