I. Giới thiệu
　　
Pin lưu trữ là một thiết bị phổ biến để cung cấp điện DC, ứng dụng của nó ngày càng rộng rãi, đặc biệt là trong các lĩnh vực yêu cầu cung cấp điện liên tục như thiết bị tự động hóa điện, giao thông đường sắt, thông tin liên lạc, hệ thống điện mặt trời ngoại tuyến và quân sự. Điện áp pin và dòng sạc và xả là một chỉ số quan trọng để phản ánh hiệu suất pin, đồng thời cũng là một thông số phán đoán quan trọng của sạc và xả, do đó, việc giám sát điện áp và dòng điện của nó là liên kết sạc và xả hợp lý * của pin, phương pháp phát hiện truyền thống sử dụng đồng hồ đo điện áp và các công cụ khác để đo giá trị điện áp, sau đó điều chỉnh các thông số sạc, chẳng hạn như lỗi lớn của con người được ghi lại, thời gian thực kém, độ chính xác kém, hồ sơ không khoa học, chi phí phát hiện và các vấn đề khác. Sự ra đời của công nghệ vi tính đã thúc đẩy sự thông minh dần dần của hệ thống giám sát sạc và xả pin, đạt được giám sát thời gian thực về trạng thái hoạt động của pin. Nhưng vì sự hiện diện của tín hiệu gây nhiễu địa tiềm, tín hiệu gây nhiễu AC được giới thiệu bởi nguồn điện sạc, v.v., thường gây ra MCU đặt lại, thu thập sai tín hiệu hoặc thậm chí đốt cháy chip điều khiển chính trực tiếp, nên việc chọn một chương trình chống nhiễu cách ly tín hiệu mạnh là * cần thiết. Trong phương án sau đây xin giới thiệu chi tiết cách áp dụng chế tạo Kim Thăng Dương Quảng ChâuMáy phát cô lậpMô-đun để thực hiện cách ly tín hiệu gây nhiễu, chuyển tín hiệu và tăng cường độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống giám sát.
　　
　　II. Giới thiệu về máy phát cách ly
　　
　　Máy phát cô lậpMô-đun là mô-đun xử lý tín hiệu sử dụng sơ đồ cách ly điện từ để thay đổi cách ly tín hiệu công nghiệp không chuẩn đầu vào thành tín hiệu công nghiệp tiêu chuẩn. Mô-đun máy phát cách ly Kim Seung Yang sử dụng thiết kế khối lượng nhỏ mô-đun, người dùng có thể sử dụng trực tiếp mà không cần thêm bất kỳ mạch ngoại vi nào, đơn giản hóa thiết kế mạch của người dùng, cải thiện việc sử dụng không gian của PCB và dễ dàng cho khách hàng phân tích nguyên nhân thất bại và bảo trì. Do công nghệ cách ly điện từ được sử dụng bên trong mô-đun, nó có các đặc tính trôi nhiệt độ, tuyến tính, độ chính xác, tốc độ chuyển đổi và tuổi thọ tốt hơn so với cách ly quang. Đầu vào tín hiệu và đầu ra tín hiệu, đầu vào nguồn và đầu ra nguồn cách ly (tùy chọn) của mô-đun được cách ly với nhau, và giá trị chịu áp lực cách ly lên đến 2500VDC, có thể cách ly hiệu quả tín hiệu gây nhiễu. So với các bộ cách ly trên thị trường có khối lượng nhỏ hơn, chi phí thấp hơn, tích hợp cao hơn và có thể được hàn trực tiếp trên bảng PCB, thiết kế và lắp đặt hệ thống thu thập và điều khiển tín hiệu được đơn giản hóa đáng kể, cải thiện sự ổn định và độ tin cậy tổng thể của hệ thống.
　　
　Tính năng sản phẩm:
　　
Miễn điều chỉnh, có thể được sử dụng trực tiếp
　　
Mô-đun&khối lượng nhỏ
　　
Độ trôi cực thấp (35PPM/℃)
　　
Cấp độ chính xác cao&Độ chính xác cao (0,1% FS)
　　
Cách ly cao (2500VDC/60s giữa đầu vào, đầu ra, nguồn)
　　
Độ tin cậy cao (MTBF>500.000 giờ)
　　
Cấp công nghiệp (Phạm vi nhiệt độ hoạt động: -25 ℃~71 ℃)

　　
　III. Giới thiệu sơ đồ khối nguyên tắc của máy phát cách ly
　　
　　Máy phát cô lậpNó là một thiết bị điện có thể chuyển đổi tín hiệu điện được đo thành tín hiệu điện được tách biệt với nhau theo tỷ lệ tuyến tính. Như thể hiện trong hình 2, mô-đun chuyển đổi cách ly được chia thành bốn phần, phần đầu vào nguồn, phần đầu ra nguồn cách ly (tùy chọn của khách hàng), phần đầu vào tín hiệu, phần đầu ra tín hiệu. Nguyên tắc làm việc của nó là trước tiên sẽ đo tín hiệu, thông qua chuyển đổi điều chế thiết bị bán dẫn, sau đó chuyển đổi cách ly điện từ thông qua máy biến áp tín hiệu, sau đó chuyển đổi sang tín hiệu cần thiết ở đầu ra, đồng thời xử lý cách ly nguồn cung cấp tín hiệu sau khi cách ly, đảm bảo cách ly điện giữa hai đầu nguồn, đầu ra nguồn cách ly, đầu vào tín hiệu và đầu ra tín hiệu, do đó cách ly hiệu quả nhiễu tín hiệu, để chip điều khiển chính có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy.　　
　　IV. Ứng dụng của máy phát cách ly trong hệ thống giám sát sạc và xả pin
　　
Khi đủ pin sẽ cung cấp năng lượng trực tiếp cho tải DC ở giai đoạn sau, điện áp và dòng điện của pin sẽ giảm dần khi tiêu thụ điện, nếu mức điện thấp như zui vẫn không được bổ sung, pin rất dễ bị hư hỏng do quá tải; Mặt khác, sau khi sạc pin bị thiếu, điện áp pin sẽ tăng dần với việc bổ sung năng lượng, nếu điện áp pin đạt đến giới hạn mà vẫn không ngừng sạc, thì pin rất dễ bị hư hỏng do sạc quá mức. Do đó, việc theo dõi điện áp và dòng điện trong thời gian thực với độ chính xác cao là cần thiết, nếu không pin rất dễ bị hỏng do quá tải hoặc quá tải.
　　
Sơ đồ khối mạch của hệ thống giám sát sạc và xả pin được thiết kế cho chúng tôi dưới đây, chủ yếu bao gồm bộ sạc, mạch điện, pin lưu trữ, tải DC, mạch lấy mẫu điện áp và hiện tại, mạch EMC, máy phát cách ly, MCU、 Hiển thị mạch, mạch báo động và các thành phần khác. Dưới đây là một cái nhìn chi tiết về vai trò của các phần:　　
4.1 Chương trình cung cấp mạch điều khiển
　　
Chúng tôi đã chọn nguồn cung cấp mô-đun AC-DC do Kim Seung Yang sản xuất LH05-10B05, sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho mô-đun máy phát cách ly, bộ chuyển đổi AD, MCU và LCD. Mô-đun này có đầu ra 5V, 1A, đáp ứng các yêu cầu về điện áp và công suất cung cấp và có ưu điểm về phạm vi điện áp đầu vào, AC và DC lưỡng dụng, tiêu thụ điện năng thấp, tỷ lệ, độ tin cậy cao và cách ly an toàn. Sản phẩm an toàn và đáng tin cậy, hiệu suất EMC tốt, EMC và thông số kỹ thuật an toàn đáp ứng các tiêu chuẩn IEC61000, UL60950 và IEC60950, đạt được nhiều chứng nhận như UL, CE.
　　
　　4.2 Sơ đồ mạch lấy mẫu điện áp, hiện tại
　　
Đối với việc giám sát điện áp pin, chúng tôi biết rằng điện áp pin thông thường là 24V và 12V, v.v., để tạo điều kiện thu thập tín hiệu điện áp, chúng tôi đã sử dụng cách điện áp một phần để giảm điện áp pin xuống phạm vi 0~5V, để tạo điều kiện xử lý tín hiệu; Để theo dõi dòng sạc và xả, chúng tôi xâu bộ chia vào vòng sạc và xả, bộ chia sẽ chuyển đổi dòng xả thành tín hiệu điện áp milivolt để tạo điều kiện xử lý tín hiệu.
　　
　4. Sơ đồ mạch 3EMC
　　
Thiết kế của mạch EMC thường là một phần rất quan trọng trong xử lý cách ly tín hiệu. Chúng tôi biết rằng môi trường EMC trong lưới điện trong các trang web công nghiệp là cực kỳ khắc nghiệt, có tất cả các loại tín hiệu gây nhiễu, vì bộ pin được kết nối trực tiếp với bộ sạc và tải DC thông qua cùng một đường dây, v.v., tín hiệu gây nhiễu của mạch nguồn (ví dụ: nhiễu tăng) sẽ được ghép nối với mạch xử lý tín hiệu giai đoạn sau với mạch tín hiệu, dẫn đến lỗi hoặc hư hỏng thiết bị xử lý tín hiệu. Do đó, việc thêm mạch EMC trước khi cách ly tín hiệu để hấp thụ tín hiệu nhiễu là cần thiết.　　
　　4.4 Cách ly tín hiệu
　　
Trong các ứng dụng thực tế, người ta thấy rằng khi sạc và xả pin, nếu tín hiệu không được cách ly, tín hiệu gây nhiễu của mạch điện sẽ được truyền trực tiếp đến MCU ở giai đoạn sau thông qua con đường tín hiệu, dẫn đến mất tín hiệu định kỳ MCU hoặc thậm chí chết máy. Và cách ly tín hiệu thông thường có hai loại, cách ly điện từ và cách ly quang học, cách ly quang học vì tốc độ phản ứng chậm hơn, độ chính xác truyền không cao và không thể làm cho hệ thống giám sát thời gian thực có độ chính xác cao về điện áp pin và dòng xả để giám sát, vì vậy chúng ta cần chọn chương trình cách ly điện từ, ở đây chúng tôi chọn mô-đun máy phát cách ly do công ty Kim Seung Yang sản xuất để nhận ra tín hiệu nhiễu cách ly, tín hiệu chuyển tiếp.
　　
Trong vòng giám sát điện áp pin, chúng tôi đã chọn mô-đun máy phát cách ly T6S6D-3 để cách ly tín hiệu lấy mẫu 0~5V đầu vào thành 0~3V để tạo điều kiện thu thập ADC ở giai đoạn sau; Bởi vì mạch sạc và xả của pin sử dụng cùng một đường dây, vì vậy trong mạch xả pin, tín hiệu điện áp thu được bởi bộ chia là tích cực và tiêu cực, chúng tôi chọn mô-đun máy phát cách ly của Công ty Kim Seung Yang TM6S6AP-3, nó có thể chuyển đổi hình dạng tín hiệu thay đổi trong phạm vi -100mV đến+100mV thành tín hiệu điện áp 0~3V để thu thập trực tiếp ADC sau đó.
　　
Ưu điểm của việc lựa chọn hai mô-đun này là: Thứ nhất, nó có thể nhận ra sự cô lập điện cao của đầu vào tín hiệu và mạch lấy mẫu giai đoạn sau (điện áp cách ly là 2500VDC/60S), có thể cô lập hiệu quả tín hiệu nhiễu của mạch giai đoạn trước để nó không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị phụ trợ; Thứ hai, độ chính xác truyền tải của mô-đun này là 0,1% FS, có thể đáp ứng yêu cầu lấy mẫu có độ chính xác cao 12 bit ADC, theo dõi chính xác trạng thái làm việc của pin; Một lần nữa, máy phát cách ly thông qua thiết kế mô-đun, không cần bất kỳ thiết bị ngoại vi nào có thể nhận ra tín hiệu AD không dễ thu thập (ví dụ: 0~5V, -100mV~+100mV) đến tín hiệu dễ thu thập (0~3V) cách ly chuyển phát, đơn giản hóa đáng kể thiết kế mạch.
　　
　　4.5 Xử lý dữ liệu, báo lỗi và hiển thị trạng thái
　　
Xử lý dữ liệu sử dụng MCU của ADC có độ chính xác cao tích hợp, hiển thị trạng thái sử dụng ống kỹ thuật số mạch cathode chung 7 đoạn, chủ yếu để hiển thị giá trị điện áp thu được hiện tại và hiển thị thông tin báo động. Báo động âm thanh được phát ra khi điện áp thấp hơn giá trị cài đặt và vượt quá cài đặt.
　　
　V. Kết luận
　　
Pin lưu trữ do sự đầu tư lớn của quốc gia vào việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường đã đạt được sự phát triển nhanh chóng, pin lưu trữ mới cũng vô tận, cũng để sạc và xả pin và quản lý khoa học đưa ra yêu cầu cao hơn, cần phải hiểu tình hình hoạt động của pin trong thời gian thực để quản lý khoa học và hợp lý để nâng cao hiệu quả sử dụng pin và tuổi thọ, điều này cũng thúc đẩy việc áp dụng hệ thống giám sát pin. Tuy nhiên, do sự hiện diện của các tín hiệu gây nhiễu trong các mạch nguồn tại chỗ của các ứng dụng khác nhau có thể dẫn đến việc toàn bộ hệ thống không thể theo dõi hoạt động của pin theo thời gian thực, chính xác và đáng tin cậy, hoặc thậm chí làm hỏng thiết bị đo đạc đắt tiền sau đó gây ra thiệt hại không thể đo lường được. Mô-đun máy phát cách ly do công ty Kim Seung Yang sản xuất có đặc tính cách ly cao, độ chính xác cao&tuyến tính, độ tin cậy cao và trôi nhiệt độ thấp. Nó có thể cách ly hiệu quả tín hiệu gây nhiễu, chuyển tín hiệu, nâng cao độ ổn định và độ tin cậy của công việc hệ thống.