[实用新型]一种车用燃料电池单片电压监测装置

摘要

一种车用燃料电池单片电压监测装置，属于燃料电池电压监测装置技术领域，包括光耦选通电路、隔离电路、绝对值电路、硬件互锁电路、单片机及CAN通讯电路。光耦选通电路的输入端与燃料电池各单片顺序相连，输出端与隔离电路输入端相连；隔离电路对信号进行隔离处理后再经绝对值电路输入单片机；单片机通过控制四路I/O引脚信号，由硬件互锁电路来保证选通通道的唯一性，单片机通过CAN通讯电路与外部主控制器进行通讯。本实用新型安全性高，体积小，成本适中；测量精度高，测量速度快；通讯能力强，易扩展，完全满足车载燃料电池堆单片电压监测的需要；同时适用于非移动式燃料电池堆单片电压的监测，以及类似的由众多单片组成的电池系统的电压监测。

主权项

1、一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，该监测装置包括：光耦选通电路，使用64片光电隔离继电器，分成4个相同的光耦阵列，每个阵列由两个4选16的译码器进行组合选通；每组两个译码器的4个片选输入端与单片机P3端口相连，输出端与光电隔离继电器的控制端相连，两个译码器的使能端同时与硬件互锁电路的四个输出端之一相连；光电隔离继电器控制端的一极与译码器的输出端相连，并且两者的引脚一一对应，另一级与电阻RVA相连，该电阻与+5V电源相连；光电隔离继电器的被控制端的输入引脚与燃料电池单片电势点相连，输出引脚交替地连接到COMA、COMB输出总线上；隔离电路，使用精密运算放大器OP07(I)、隔离运算放大器AD202(II)和精密运算放大器AD711(III)并顺序连接，精密运算放大器OP07(I)的正向输入端(3)分别与电阻IR1和电容IC1相连，电阻IR1另一端与光耦选通电路的输出总线COMA相连，精密运算放大器OP07(I)的负向输入端(2)与电阻IR2相连，电阻IR2分别与电容IC1和光耦选通电路的输出总线COMB相连，精密运算放大器OP07(I)的负向输入端(2)还通过电阻IR3与自身的输出端(6)相连；精密运算放大器OP07(I)的输出端(6)与隔离运算放大器AD202(II)的正向输入端(1)相连，隔离运算放大器AD202(II)的反馈端(38)直接与其负向输入端(3)相连，隔离运算放大器AD202(II)的正向输出端与电阻IR5相连，负向输出端接地；电阻IR5通过电容IC7接地的同时与精密运算放大器AD711(III)的正向输入端(3)相连，精密运算放大器AD711(III)的负向输入端与其输出端(6)直接相连，其输出端Outab与绝对值电路的输入端相连；精密运算放大器OP07(I)采用±7.5V双端供电(+VISO、-VISO)，该电源由隔离运算放大器AD202(II)前级输出电压端(36、37)提供，精密运算放大器OP07(I)正负供电端(7、4)还分别通过电容与COMB相连；隔离运算放大器AD202(II)前级共地端(2)与COMB相连，后级共地端(22)与单片机电路地相连，该运放由+15V供电；精密运算放大器AD711(III)采用±15V双端供电，其正负供电端(7、4)同时通过电容与单片机电路地相连；绝对值电路，使用2个精密运算放大器AD820(I、III)和1个精密运算放大器OP177(II)，并分成两路顺序连接；第一路中，精密运算放大器AD820(I)的正向输入端(3)与隔离电路的输出端Outab相连，负向输入端(2)与输出端(6)直接相连，构成反馈，输出端(6)与单片机AINO.0引脚相连；第二路中，精密运算放大器OP177(II)的正向输入端(3)接地，负向输入端(2)通过电阻IR7与隔离电路的输出端Outab相连，同时负向输入端(2)通过电阻IR8与输出端(6)相连，构成反馈，精密运算放大器OP177(II)的输出端(6)与精密运算放大器AD820(III)的正向输入端(3)相连；精密运算放大器AD820(III)的负向输入端(2)与其输出端(6)直接相连，构成反馈，其输出端(6)与单片机AINO.1引脚相连；精密运算放大器AD820(I、III)均采用+15V单端供电，其负供电端(4)均直接接地，正供电端(7)分别通过电容IC9、IC12与单片机电路地相连；精密运算放大器OP177(II)采用±15V双端供电，其正负供电端(7、4)分别通过电容IC10、IC11与单片机电路地相连；硬件互锁电路，使用1个2输入4通道与非门芯片74LS00(I)和2个4输入2通道与非门芯片74LS20(II、III)；与非门芯片74LS00(I)的4个通道的各两个输入端(1、2；4、5；9、10；12、13)相互连接后再与单片机P1.0～P1.3引脚相连，各通道输出端(3、6、8、11)分别与与非门芯片74LS20(II、III)输入端相连；与非门芯片74LS20(II、III)各通道的4个输入端中，3个引脚用于连接非门芯片74LS00(I)的输出，1个引脚直接与单片机P1.0～P1.3引脚之一相连，4个通道的连接组合互斥，与非门芯片74LS20(II、III)的输出与光耦选通电路中的译码器使能端相连；单片机及CAN通讯电路，绝对值电路通过两路AI引脚输入单片机，单片机通过控制四路I/O引脚信号，由硬件互锁电路来保证选通通道的唯一性；单片机通过CAN通讯电路与外部主控制器进行通讯。