专利名称：电容隔离数字通讯测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字通信技术，特别涉及一种电池管理系统中的电容隔离数 字通讯测控装置。
背景技术：
在当前电池管理系统中常见的电池电压信息采集方式是通过N+1条引线将N个电 池的电压集中到一个采集装置中。由于这种方式采集的是模拟信号且使用了较长的引线， 故在导入信号电压的同时也引入了较多的电磁干扰信号，在电动汽车等强干扰环境下干扰 信号经常会远大于有用信号。为了滤除干扰往往采用更强的滤波措施，而更强的滤波措施 将导致采集速度大幅度降低，即便这样有时仍然无法获得稳定有效信号。
实用新型内容为了在高电磁干扰环境下采集到信噪比最高的模拟信号。本装置直接把执行采集 信号任务的单片机安装在每一节电池上，在最近的距离将模拟信号转换为数字信号经过简 单处理再通过数字通讯网络传输到管理器上位机。采用这种一对一的独立检测方式要克服的一个关键难题是如何在相互不共地的 测控装置之间以较低的成本建立电隔离的数字通讯。常用的通过光耦实施的光电隔离由于 功耗大速度低被排除，更新的低功耗隔离器件也由于成本及功耗的障碍无法选用。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，采用了电容来隔离不同的地电位，仅让 信号通过而进入采集单元，再通过接力方式将信号传输到管理器上位机；本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，包括电池信息测量控制通信单元，其中 所述电池信息测量控制通信单元的通信接口设有有两条输入线和两条输出线，一条输入线 和一条输出线为一组，输入线和输出线端分别设有用以隔离与其它装置的地电位的隔离电 容。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，其中所述输入线依次串联EMI输入电 路、箝位电路和整形电路。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，其中所述输出线串联有限速电路。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，其中所述输入线的整形电路连接输出 线的限速电路。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，其中所述电池信息测量控制通信单元 包括被测控对象、测量输入电路、微控制器、控制输出电路，测量输入电路连接微控制器， 微控制器连接控制输出电路，测量输入电路和控制输出电路分别连接被测控对象，微控制 器中设有通信模块。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置若干个组网应用，每个电容隔离数字通 讯测控装置的两组输入输出线中的相应输入端和输出端连接下一个电容隔离数字通讯测 控装置相应的输出输入端，最后一个电容隔离数字通讯测控装置的输入输出端连接到上位机。组网后的所述电容隔离数字通讯测控装置采用与电池一一对应的安装方式，并且 直接安装在电池极柱上，从电池正负极直接引出给装置供电的电源兼电压测量信号。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，用较低的成本实现了在强干扰环境下在 多个相互不共地的测量控制系统之间稳定可靠快速的双向通信。
图1是本实用新型电容隔离数字通讯测控装置的电路框图；图2是本实用新型电池测控网络系统的应用拓扑图；图3是本实用新型电容隔离数字通讯测控装置组网应用的示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，下面结合实施例作更详尽 的说明。图1是本实用新型电容隔离数字通讯测控装置的电路框图。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置，包括电池信息测量控制通信单元，电池 信息测量控制通信单元包括被测控对象7、测量输入电路8、微控制器9、控制输出电路10， 测量输入电路8连接微控制器9，微控制器9连接控制输出电路10，测量输入电路8和控制 输出电路10分别连接被测控对象7，微控制器9中设有通信模块。通信接口设有有两条输入线和两条输出线，一条输入线和一条输出线为一组，输 入线和输出线端分别设有用以隔离与其它装置的地电位的输入隔离电容1、输出隔离电容 6。输入线依次输入隔离电容1、EMI输入电路2、箝位电路3和整形电路4 ；输出线串 联有限速电路5和输出隔离电容6 ；输入线的整形电路4连接输出线的限速电路5 ；连接点 同时连接到微控制器9的通信接口。来自上一站电容隔离数字通讯测控装置或上位机的通讯信号经图1下方左侧的 输入线隔离电容1进入EMI滤波电路2，经过抗电磁干扰处理后，送入钳位电路3钳位，再经 过整形电路4整形后送入单片机9处理，经整形电路4整形的信号同时传送到限速电路5， 由限速电路5限制变换率后经通讯输出线隔离电容6传送到下一站测控装置。从下一站电容隔离数字通讯测控装置传来的通讯信号通过经图1上方右侧的输 入线隔离电容1进入EMI滤波电路2，经过抗电磁干扰处理后，送入钳位电路3钳位，再经过 整形电路4整形后传送到限速电路5，由限速电路5限制变换率后经通讯输出线隔离电容6 传送到上一站测控装置或上位机。当上位机呼叫本站时，微控制器的应答信号也通过限速 电路5传送到上一站测控装置或上位机。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置组网应用见图2。为了在高电磁干扰环境下采集到信噪比最高的模拟信号。组网时直接把执行采集 信号任务的电容隔离数字通讯测控装置安装在每一节电池上，在最近的距离将模拟信号转 换为数字信号经过简单处理再通过数字通讯网络传输到管理器上位机。采用这种方法要克服的一个关键难题是如何在相互不共地的测控装置之间以较低的成本建立电隔离的数字通讯。常用的通过光耦实施的光电隔离由于功耗大速度低被排 除，更新的低功耗隔离器件也由于成本及功耗的障碍无法选用。本实用新型采用了电容器 来隔离不同的地电位，仅让信号通过，再通过接力方式将信号传输到管理器上位机。在每一 次接力传输过程中都通过整形自动滤除前一级引入的干扰，使得原本会随着传输距离不断 引入并加强的干扰信号在整个信号传输过程中被滤除。从而保证了测控数据稳定可靠快速 的在测控装置与管理器上位机之间传输。系统中设有若干个电容隔离数字通讯测控装置11，每个电容隔离数字通讯测控装 置11的两组输入输出线中的相应输入端和输出端连接下一个电容隔离数字通讯测控装置 相应的输出输入端，最后一个电容隔离数字通讯测控装置的输入输出端连接到上位机13 ； 每一个电容隔离数字通讯测控装置11连接一组锂电池13。组网中的本实用新型电容隔离数字通讯测控装置11采用与电池12 —一对应的安 装方式，并且直接安装在电池极柱上，从电池正负极直接引出给装置供电的电源兼电压测 量信号，实际应用可见图3。本实用新型电容隔离数字通讯测控装置安装在每个电池上，其电路板直接安装在 电池极柱上，从电池正负极直接引出给装置供电的电源兼电压测量信号。电容隔离数字通讯测控装置有两套数字信号输入、输出端共4个端口，其中一个 输入端和一个输出端与编号较小的测控装置连接；另一套输入端和输出端与编号较大的测 控装置连接，最后一个电容隔离数字通讯测控装置连接到上位机。
权利要求一种电容隔离数字通讯测控装置，包括电池信息测量控制通信单元，其特征在于所述电池信息测量控制通信单元的通信接口设有有两条输入线和两条输出线，一条输入线和一条输出线为一组，输入线和输出线端分别设有用以隔离与其它装置的地电位的隔离电容。
2.根据权利要求1所述的电容隔离数字通讯测控装置，其特征在于所述输入线依次 串联EMI输入电路、箝位电路和整形电路。
3.根据权利要求2所述的电容隔离数字通讯测控装置，其特征在于所述输出线串联 有限速电路。
4.根据权利要求3所述的电容隔离数字通讯测控装置，其特征在于所述输入线的整 形电路连接输出线的限速电路。
5.根据权利要求1所述的电容隔离数字通讯测控装置，其特征在于所述电池信息测 量控制通信单元包括被测控对象、测量输入电路、微控制器、控制输出电路，测量输入电路 连接微控制器，微控制器连接控制输出电路，测量输入电路和控制输出电路分别连接被测 控对象，微控制器中设有通信模块。
专利摘要一种电容隔离数字通讯测控装置，包括电池信息测量控制通信单元，该单元的通信接口设有两条输入线和两条输出线，一条输入线和一条输出线为一组，输入线和输出线端分别设有用以隔离与其它装置的地电位的隔离电容；输入线依次串联EMI输入电路、箝位电路和整形电路；输出线串联有限速电路；输入线的整形电路连接输出线的限速电路。若干个电容隔离数字通讯测控装置组网应用，每个装置的两组输入输出线中的相应输入端和输出端连接下一个装置相应的输出输入端，最后一个装置的输入输出端连接到上位机。本实用新型用较低的成本实现了在强干扰环境下在多个相互不共地的测量控制系统之间稳定可靠快速的双向通信。
文档编号H01M10/42GK201667371SQ20102000074
公开日2010年12月8日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者俞金华 申请人:俞金华