一种串联型锂离子电池组监测系统的设计应用

图3 16 个INA117 的共地点接法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。

表1 理想情况下模拟电压输入对应的数字输出

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. 096 V 时，1LSB = 1. 220 7 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 MAX1272 的线路连接图

图4 中MAX1272 采用了内部参考电压，6 脚VREF 和地之间接2. 2 μF 钽电容和0. 1 μF 陶瓷电容。

PCB 布线时，这两个电容都要求尽量接近MAX1272。

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。

图5 温度巡回检测系统框图

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