一种航空蓄电池均衡电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空蓄电池充放电技术，特别涉及一种航空蓄电池均衡电路。
【背景技术】
[0002]航空蓄电池是航空飞机重要的记载设备，在飞机主电源不工作或发生故障时作为辅助电源或应急电源向重要用电设备供电；在某些特殊情况下，如在无电源的野外，也可以用作飞机某些小功率用电设备飞行前检查电源或起动电源。航空蓄电池，与普通工业用蓄电池相比，飞机蓄电池的极板较薄、电解液密度大，能保证较大的活性物质利用系数和较小的内阻，因而重量轻、尺寸小，起动性能好，但寿命较短，通常仅为普通蓄电池的1/5至1/10。
[0003]航空蓄电池由多个单体电池串联而成，单体电池的电压一般在I.5V左右。由于蓄电池的单体电池自身制作工艺等原因，不同单体电池之间，诸如电解液密度、电极等效电阻等，都存在着差异，这些差异导致蓄电池的每个单体电池的容量不同，蓄电池在充放电时会导致单体电池电压不均衡，长期的单体电池电压不均衡会导致电池容量的降低和使用寿命的减少。
[0004]目前大多数航空蓄电池充电技术未对单体电池进行自动检测和均衡，多采用人工测量与放电均衡，均衡精度差，操作极为不方便，人工成本高。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供一种航空蓄电池均衡电路，能对单体电池进行自动检测和均衡，无需人工参与。
[0006]为实现上述目的，本实用新型一种航空蓄电池均衡电路，包括MCU微处理器，单体电池电压监测电路和单体电池均衡电路；
[0007]单体电池电压监测电路，包含单体电池电压采集电路和数据传输电路，航空蓄电池的每一个单体电池电压，通过单体电池电压采集电路采样并转换成数字信号后，经数据传输电路传输给MCU微处理器；
[0008]单体电池均衡电路，包含电子开关和放电电阻，航空蓄电池的每一个单体电池，并联连接串联连接后的电子开关和放电电阻；
[0009]MCU微处理器，根据输入的单体电池电压采样数字信号并进行处理，输出控制信号至该单体电池均衡电路的电子开关，控制该电子开关的通断，当电子开关导通，单体电池放电均衡，当电子开关断开，单体电池停止均衡。
[0010]在一种实施方式中，所述数据传输电路包含isoSPI总线和通讯协议转换芯片，所述单体电池电压采集电路输出的数字信号，经isoSPI通讯，传输至通讯协议转换芯片转换成SPI通讯，输入MCU微处理器。
[0011]所述单体电池电压采集电路最佳采用专用单体电池ADC模数转换芯片。
[0012]所述单体电池均衡电路，还可包含驱动电路，所述MCU微处理器输出的控制信号，经驱动电路至电子开关。单体电池均衡电路通过驱动电路对电子开关的接通或断开进行驱动，电子开关接通后，单体电池通过放电电阻放去过多的能量，进行均衡。
[0013]所述驱动电路可采用三极管。
[0014]所述电子开关可采用继电器。
[0015]本实用新型通过单体电池电压监测电路对单体电池电压进行实时高精度采样，将单体电池的模拟电压信号转换成数字信号并传输至MCU微处理器，MCU微处理器进行在线处理判断，通过单体电池均衡电路对不均衡的单体电池进行放电，最终实现航空蓄电池在充放电期间所有单体电池电压均衡一致的目的。
[0016]可见，通过本实用新型，实现航空蓄电池在充放电中单体电池电压的实时监测与均衡。
【附图说明】
[0017]图I是电路方框图；
[0018]图2是实施例电路原理图；
[0019]图3是图2中一个单体电池的均衡电路局部放大图；
[0020]图4是自动均衡部分流程图；
[0021]图5是单体电池电压均衡前与均衡后的对比表。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
[0023]如图I所示，航空蓄电池由多个单体电池串联而成，本实用新型一种航空蓄电池均衡电路，包括MCU微处理器，单体电池电压监测电路和单体电池均衡电路；
[0024]单体电池电压监测电路，包含单体电池电压采集电路和数据传输电路，航空蓄电池的每一个单体电池电压，通过单体电池电压采集电路采样并转换成数字信号后，经数据传输电路传输给MCU微处理器；
[0025]单体电池均衡电路，包含电子开关和放电电阻，航空蓄电池的每一个单体电池，并联连接串联连接后的电子开关和放电电阻；
[0026]MCU微处理器，根据输入的单体电池电压采样数字信号并进行处理，输出控制信号至该单体电池均衡电路的电子开关，控制该电子开关的通断，当电子开关导通，单体电池放电均衡，当电子开关断开，单体电池停止均衡。
[0027]如图2所示，航空蓄电池由20个单体电池El至E20串联而成，单体电池电压采集电路采用两块专用单体电池ADC模数转换芯片ADCl、ADC2，数据传输电路包含isoSPI总线和通讯协议转换芯片U，专用芯片ADCl、ADC2输出的数字信号，经isoSPI通讯，传输至通讯协议转换芯片U转换成SPI通讯，输入MCU微处理器。20个单体电池El至E20，每一个单体电池电压，通过专用单体电池ADC模数转换芯片进行高精度采样，MCU微处理器通过数据传输电路读取专用芯片ADCUADC2的采样数据，将单体电池电压采样数据进行接收解析与判断处理;如图3所示，单体电池均衡电路包含驱动电路、电子开关和放电电阻R，驱动电路采用三极管T，电子开关采用继电器K，继电器K的常开触点串联放电电阻R，再并联在单体电池E的两端，MCU微处理器输出的控制信号，经三极管T驱动继电器K的线圈通电或断电，继而控制继电器K的常开触点闭合或断开，从而控制单体电池放电与否。如图4所示，MCU微处理器依据单体电池电压采样数据，对单体电池电压进行实时在线逻辑判断，如果监测到当前单体电池不均衡，则执行相应单体电池开始均衡的指令，如果单体电池处于均衡状态，或者单体电池已经均衡，则执行停止均衡的指令。如图3所示，开始均衡，就是控制继电器K的常开触点闭合，单体电池E通过放电电阻R放电，单体电池E电压下降。反之，停止均衡，就是控制继电器K的常开触点断开，单体电池E停止通过放电电阻R放电。
[0028]如图5所示，以20节单体电池为例，单体电池电压均衡前与均衡后的监测表，旨在说明均衡前与均衡后单体电池电压的均衡度。从监测表可见，均衡后，单体电池电压基本一致，达到均衡的目的。
【主权项】
1.一种航空蓄电池均衡电路，其特征在于:包括MCU微处理器，单体电池电压监测电路和单体电池均衡电路； 单体电池电压监测电路，包含单体电池电压采集电路和数据传输电路，航空蓄电池的每一个单体电池电压，通过单体电池电压采集电路采样并转换成数字信号后，经数据传输电路传输给MCU微处理器； 单体电池均衡电路，包含电子开关和放电电阻，航空蓄电池的每一个单体电池，并联连接串联连接后的电子开关和放电电阻； MCU微处理器，根据输入的单体电池电压采样数字信号并进行处理，输出控制信号至该单体电池均衡电路的电子开关，控制该电子开关的通断，当电子开关导通，单体电池放电均衡，当电子开关断开，单体电池停止均衡。2.根据权利要求I所述的均衡电路，其特征在于，所述数据传输电路包含isoSPI总线和通讯协议转换芯片，所述单体电池电压采集电路输出的数字信号，经isoSPI通讯，传输至通讯协议转换芯片转换成SPI通讯，输入MCU微处理器。3.根据权利要求I所述的均衡电路，其特征在于，所述单体电池电压采集电路采用专用单体电池ADC模数转换芯片。4.根据权利要求I所述的均衡电路，其特征在于，所述单体电池均衡电路，还包含驱动电路，所述MCU微处理器输出的控制信号，经驱动电路至电子开关。5.根据权利要求4所述的均衡电路，其特征在于，所述驱动电路采用三极管。6.根据权利要求4所述的均衡电路，其特征在于，所述电子开关采用继电器。
【专利摘要】一种航空蓄电池均衡电路，包括MCU微处理器，单体电池电压监测电路和单体电池均衡电路；单体电池电压监测电路，包含单体电池电压采集电路和数据传输电路，航空蓄电池的每一个单体电池电压，通过单体电池电压采集电路采样并转换成数字信号后，经数据传输电路传输给MCU微处理器；单体电池均衡电路，包含电子开关和放电电阻，航空蓄电池的每一个单体电池，并联连接串联连接后的电子开关和放电电阻；MCU微处理器，根据输入的单体电池电压采样数字信号并进行处理，输出控制信号至该单体电池均衡电路的电子开关，控制该电子开关的通断。本实用新型能对单体电池进行自动检测和均衡，无需人工参与。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN205160157
【申请号】CN201520998491
【发明人】王学亮, 周德宇, 廖兴元
【申请人】广州志正电气有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日