Configuración para medir voltajes de baterías en serie

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Estoy implementando un sistema de monitoreo de voltaje de batería que usa el modo diferencial MCU ADC como se muestra en la siguiente imagen. Las baterías están conectadas en serie y estoy bastante seguro de que la masa de la batería y la tierra de la MCU están aisladas. La MCU es la F28377S de Texas Instrument, es una MCU de 3.3 V, tiene 16 canales ADC de extremo único que se pueden emparejar en 8 canales diferenciales.

Con esta configuración, espero que no haya conexión a tierra entre el cargador y la MCU. Con el terreno completamente aislado, sin compensación de CC en modo común, la MCU podrá manejar un paquete de baterías de 12V, ya que su ADC solo admite hasta 3V.

    
pregunta kingyo

1 respuesta

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Esto funcionaría SI y SOLAMENTE SI

  • O PUEDE aislar las células de 6 x 2V entre sí en todo momento en que se realicen conexiones a la MCU

  • O los pares de ADC están conectados por conmutador uno a la vez a las celdas mediante interruptores de 2 polos que de otra manera proporcionan un aislamiento completo.

Es muy improbable que la primera disposición anterior sea práctica, y es poco probable que haya previsto la segunda disposición que sea "bastante fácil" pero que requiera 6 x interruptores de 2 polos aislados.

Si conecta los ADC como se muestra, el mcu SE MORIRÁ.
Como las celdas están interconectadas, tiene 6 voltajes en la pila de baterías: 0 2 4 6 8 10 & 12 voltios.
ADC B4 / B5 ver 2/0 V
ADC B2 / B3 ver 4/2 V
ADC B0 / B1 ver 6/4 V
...

ADC A0 / A1 ver 12/10 V

SO

ADC A0 / B5 ver 12/0 V
= Diferencia de 12 voltios
= Muerte.

Para que esto funcione como usted describe, los canales ADC deben tener capacidades de "voltaje de modo común de entrada" iguales o superiores al voltaje más alto que se aplicará. En este caso, si se trata de una batería de plomo ácido Vmax ~ = 15V + cualquier pico, ruido, etc.

Una forma de lograr esto es usar amplificadores de instrumentación de entrada diferencial calificados adecuadamente en modo común por canal.

Una forma fácil de lograr esto es usar divisores de voltaje con referencia a tierra para poner el Vmax dentro del rango de modo común permitido por ADC. En este caso, dividir 15V decir decir 2.048V (un voltaje de referencia potencial requiere una relación de división de 15 / 2.048 o un poco menos de 8: 1. Con un divisor 8: 1 perdería log_base_2 (8) = 3 bits de ADC resolución. Con un ADC de 12 bits obtiene 12-3 = 9 bits de resolución o aproximadamente el 0.2% de Vfullscale. Con un ADC de 8 bits obtiene 8-3 = 5 bits = más bajo de lo que puede desearse.

    
respondido por el Russell McMahon

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