蓄電池內(nèi)阻精確測量方法的研究

（3）
K為模擬乘法器的放大系數(shù)。
　　
進行低通濾波后濾掉交流成分得：

（4）

　　由交流法測內(nèi)阻原理得：

（5）
　　
式中I為交流恒流源信號的最大值。比較（4）、（5）可得：

上式中K、A、I都是已知量，而u為經(jīng)過A/D采樣送到單片機進行處理的采樣值，所以在單片機中進行一個簡單的除法運算便能得到蓄電池內(nèi)阻了。

　　3．交流恒流源的設計

　　成功檢測蓄電池狀態(tài)的前提是可以提供需要的交流恒流源。恒流源是能夠向負載提供恒定電流的電源裝置。它是一個電源內(nèi)阻非常大的電源。為了保證內(nèi)阻有較高的測量精度及較好的重現(xiàn)性，要求恒流電流源有足夠的穩(wěn)定度，并且波形失真度要小。這里所需交流信號幅度為40mV，頻率為1KHZ。

　　但是傳統(tǒng)的低頻交流信號發(fā)生器設計中存在很多的不足：應用通用電路,元器件多,尤其是電容的體積大,且波形的穩(wěn)定性差、失真大,調(diào)節(jié)也極不方便；應用專用電路,如ICL8038、MAX038等,其失真和穩(wěn)定性方面有明顯提高,但低頻應用時不合適,調(diào)節(jié)不方便,成本也較高。

　　3．1 設計原理

　　本文采用了數(shù)字式信號發(fā)生器產(chǎn)生標準正弦波和電流負反饋法產(chǎn)生精確交流恒流源法, 交流恒流源實現(xiàn)原理如圖2所示。

電路組成框圖如圖2所示：這是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，電流負反饋電路。標準正弦波產(chǎn)生一個頻率穩(wěn)定、對稱、失真度低的1KHz正弦波信號。驅(qū)動電路把正弦波放大，去推動功放電路，得到正弦交流電流輸出。恒流控制電路從功放輸出中得到的信號，通過與給定的信號相比較，來調(diào)節(jié)驅(qū)動電路的信號，從而使輸出電流保持穩(wěn)定。

　　3．2 標準正弦波的產(chǎn)生原理

　　標準正弦波信號的產(chǎn)生采用數(shù)字式信號發(fā)生器。首先將正弦表數(shù)據(jù)存儲在如圖3所示的正弦信號存儲器中,晶振產(chǎn)生振蕩頻率f，經(jīng)過整型電路變?yōu)橥暾讲l率，再經(jīng)過R分頻電路得到頻率為f/R,再經(jīng)過鑒相器FD和環(huán)路濾波器LF電路鎖相分頻后，讀取存儲在正弦信號存儲器中的正弦值,經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換電路和經(jīng)低通有源濾器濾波電路，生成圖2 所需的標準正弦波。

圖3　 標準正弦波信號源原理框圖

4．總結(jié)
　
與現(xiàn)有技術相比，該處理方法的適用范圍廣，測量精度高，對蓄電池的損害小，可以對蓄電池進行安全的在線監(jiān)測管理。同時不需要進行交流采樣和求解cos ，就能求出蓄電池的內(nèi)阻值。這簡化了交流注入法中需要對蓄電池兩端交流電壓和相位差 進行測量的軟硬件的復雜程度。該方法可以滿足蓄電池檢測的要求，取得了較好的實用效果，完成了對鉛酸蓄電池的性能檢測和故障診斷。為蓄電池的在線檢測提供了一種實用的方法。