基于单片机的串联锂离子电池组监测系统设计
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1．3 A／D转换器
监测电池组无需用很高的采样速度采样每节电池的电压，16节电池电压的采样共用1个A／D转换器。各节电池输入的测量电压通过多选一模拟开关MUX16与A／D转换器连接。根据电池电压的更新周期和电压要求，A／D转换器传送给单片机的电压转换值误差最大为10 mV。选择美信公司MAX1272。MAX1272是具有故障保护、可通过软件选择输入范围的12位串行模拟数字转换器，使用SPI三线通信协议，+5 V供电，模拟输入电压范围0～10 V，0～5 V，±10 V，±5 V。内部自带+4．096 V参考电压。当采用内部+4．096 V参考电压时，理想情况下模拟电压输入对应的数字输出，如表1所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/172300.htm
由表1可知，MAX1272输出的数字量最高位是符号位，余下的11位是数据。负数以补码的形式给出。参考电压为+4.096V时，1LSB=1.2207 mV。MAX1272的最大量化误差，加上非线性、失调等误差的影响，总误差约为5 mV。INA117精度高，正常情况下，误差在1 mV以内。因此，使用INA117和MAX1272的组合，可以满足串联锂离子电池组电池监测系统在电压误差10 mV以下的要求。需要更高的电压精度，需要选用更高分辨率的A／D转换器。MAX1272的线路连接图如图4所示。
图4中MAX1272采用了内部参考电压，6脚VREF和地之间接2．2μF钽电容和0．1μF陶瓷电容。PCB布线时，这两个电容都要求尽量接近MAX1272。
1．4 温度监测
针对串联电池组，传统的测温方法多采用模拟温度传感器进行测量，在数据的采集和传输过程中易受外界环境的干扰，从而使测得的结果误差较大，且当测量点较多时，连线较复杂。文中采用单片机和单总线数字式温度传感器DS18B20来解决上述问题。其原理如图5所示。
采用外部5 V供电，总线上可挂接多片DS18B20，且可以同时进行精确的温度转换，而无需外接驱动电路。测温范围-55～+125℃；测温精度：在-10～+85℃范围内的精度为±0．5℃；在温度采集过程中，单片机芯片需对DS18B20发命令字，同时也需要读取由DS18B20采集到的温度。因此，单片机控制器的I／O必须被设置为具有双向传输数据能力。
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