Beth yw caffael data?

Dulliau caffael data

Dull canfod foltedd cell sengl

Mae'r modiwl caffael foltedd celloedd batri yn elfen hanfodol o'r system rheoli batri pŵer. Mae ei berfformiad a'i gywirdeb yn pennu cywirdeb dyfarniad y system o wybodaeth statws batri, ac yn effeithio ymhellach ar weithrediad effeithiol strategaethau rheoli dilynol. Mae'r dulliau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer canfod foltedd celloedd yn cynnwys dull arae cyfnewid, dull ffynhonnell gyfredol gyson, dull caffael mwyhadur gweithredol ynysig, dull caffael cylched trosi foltedd / amledd, a dull caffael cylched mwyhadur optocoupler llinol.

1. Dull Arae Cyfnewid

Mae Ffigur 8-6 yn dangos y diagram bloc o gylched caffael foltedd batri yn seiliedig ar y dull arae ras gyfnewid. Mae'n cynnwys synhwyrydd foltedd terfynol, aráe cyfnewid, sglodyn trawsnewidydd A-D (analog-i{-ddigidol), optocoupler, ac amlblecsydd. I fesur foltedd terfynell n batris sydd wedi'u cysylltu mewn cyfres, mae angen cysylltu gwifrau n+1 i bob nod yn y pecyn batri. Wrth fesur foltedd terfynell y m-fed batri, mae'r microreolydd yn anfon signal rheoli cyfatebol, sy'n dewis y ras gyfnewid briodol trwy'r amlblecsydd, yr optocoupler, a'r gylched gyriant cyfnewid, gan gysylltu'r m{11}fed a'r m+1-fed gwifrau â'r sglodyn trawsnewidydd A{+1-D. Yn nodweddiadol, mae ymwrthedd y dyfeisiau newid yn gymharol fach, ac mae'r gwall a achosir gan wrthwynebiad y dyfeisiau newid bron yn ddibwys ar ôl cyfuno â chylched rhannwr foltedd. Ar ben hynny, mae'r strwythur cylched cyfan yn syml; dim ond y gwrthyddion rhannwr foltedd, y sglodion trawsnewidydd AD, a'r cywirdeb cyfeirio foltedd sy'n effeithio ar gywirdeb y canlyniad terfynol. Fel arfer, gellir gwneud gwallau'r gwrthyddion a'r sglodion yn fach iawn. Felly, mae'r dull arae ras gyfnewid yn fwyaf addas ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am fesuriadau foltedd batri unigol uchel a chywirdeb uchel.

2. Dull Ffynhonnell Gyfredol Cyson

Egwyddor sylfaenol caffael foltedd batri cyfochrog gan ddefnyddio cylched ffynhonnell gyfredol gyson yw trosi foltedd terfynell y batri yn signal cerrynt sy'n newid yn llinol heb ddefnyddio gwrthydd trosi. Mae hyn yn gwella gallu atal-y system. Mewn pecyn batri un cam, oherwydd bod foltedd terfynell y batri yn gymharol isel, yn gyffredinol rhwng 2V a 5V, mae'r foltedd yn gymharol sefydlog yn ystod rhyddhau, gan wella gallu gwrth-ymyrraeth y system. Felly, mae mwyhadur gweithredol sianel sengl yn aml yn cael ei ddewis yn y broses ddylunio i gyflawni hyn. Oherwydd gwahaniaethau mewn dyluniad a chymhwysiad cylched, gall cylchedau ffynhonnell gyfredol gyson fod ar sawl ffurf wahanol.

Mae'r gylched a ddangosir yn Ffigur 8-7 yn un enghraifft o'r fath; mae'n gylched ffynhonnell cerrynt cyson sy'n cynnwys cyfres-dewis mwyhadur gweithredol a-transistor effaith maes wedi'i inswleiddio.

Fel y gellir gweld o strwythur y mwyhadur gweithredol, mae'r gylched hon yn gylched mwyhadur cyplu aml-gam uniongyrchol gyda chynnydd dolen agored uchel ac adborth negyddol dwfn. Mae ei gam mewnbwn yn defnyddio cylched mwyhadur gwahaniaethol ac wedi'i integreiddio ar yr un sglodion silicon, gan arwain at baru perfformiad rhagorol rhwng y ddau, ac mae gan y cam canolradd allu ymhelaethu uchel. Yn seiliedig ar egwyddor cylchedau gwahaniaethol, mae gan y gylched hon allu cryf i wrthod signal modd cyffredin. Felly, wrth ddefnyddio mwyhadur gweithredol i fesur foltedd celloedd unigol mewn pecyn batri, bydd y gallu gwrthod a chwyddo modd cyffredin uchel yn gwella cywirdeb mesur. Dyfais lled-ddargludyddion yw maes giât wedi'i inswleiddio (IGFET) sy'n defnyddio effaith maes trydan y gylched fewnbwn i reoli cerrynt y gylched allbwn. Pan fydd yn gweithredu yn y rhanbarth gwrthiant newidiol, mae'r cerrynt draen allbwn I yn perthyn yn llinol i'r draen mewnbwn-foltedd ffynhonnell Ni. Ar ben hynny, mae rhwystriant adwy-ffynhonnell y transistor yn uchel iawn, gan arwain at gerrynt gollyngiad bach iawn, tra bod y gwrthiant draeniad ar-yn fach iawn, gan arwain at ostyngiad mewn foltedd cyflwr isel iawn. Mae Ffigur 8-7 yn defnyddio maes modd P{22}}gwella sianel -transistor effaith (FET), ac mae deuod Zener wedi'i gysylltu i gynnal adwy gyson {{26}foltedd ffynhonnell Ucs. Mae'r mwyhadur gweithredol yn gweithredu yn y rhanbarth llinellol. Os dewisir gwrthiant isel ar-FET, mae'r gostyngiad mewn foltedd ar y cyflwr yn ddibwys. Felly,

cyraeddadwy

Yn yr hafaliadau uchod, y gwahaniaeth rhwng u₁ ac u₂ yw foltedd terfynell y batri, ac U₁ yw foltedd allbwn y gylched mwyhadur gweithredol gwrthdroadol. Mae'n hawdd gweld bod y deuod Zener sy'n gysylltiedig ag allbwn y mwyhadur gweithredol yn darparu adborth, gan gadw'r gylched mewn cyflwr cytbwys. V₀ ↑→ |Uz| ↓→ IL ↓→ |VR| ↓→ VI ↑→ |V₀| ↓. Lle V₀ yw foltedd allbwn y mwyhadur gweithredol; VR yw'r foltedd ar draws gwrthydd R₁; a VI yw foltedd gwahaniaethol mewnbwn y mwyhadur gweithredol, hy, VI=U₁ - U₂. Pan fydd y gylched mewn cydbwysedd, VI=0. Mae gan y gylched ffynhonnell gyfredol gyson strwythur syml, gallu gwrthod modd cyffredin cryf, cywirdeb caffael uchel, ac ymarferoldeb da.

3. Mwyhadur Gweithredol Ynysu

Mae mwyhadur gweithredol ynysu yn gydran electronig sy'n gallu ynysu signalau analog yn drydanol. Fe'i defnyddir yn eang fel ynysyddion mewn rheoli prosesau diwydiannol ac fel cyfryngau ynysu mewn amrywiol ddyfeisiadau cyflenwad pŵer. Yn gyffredinol mae'n cynnwys dwy ran: adran fewnbwn ac adran allbwn. Mae'r rhain yn cael eu pweru ar wahân a'u cyplysu gan gyplu magnetig. Mae'r signal yn cael ei fodiwleiddio gan yr adran fewnbwn, yn mynd trwy'r haen ynysu, ac yna'n cael ei ddadfododi a'i adfer gan yr adran allbwn. Mae mwyhaduron gweithredol ynysu yn ddelfrydol ar gyfer cylchedau caffael foltedd celloedd batri. Maent yn ynysu'r signal foltedd terfynell batri mewnbwn o'r gylched, gan osgoi ymyrraeth allanol a gwella cywirdeb a dibynadwyedd caffael system. Rhoddir enghraifft nodweddiadol o gais isod.

Mae Ffigur 8.8 yn dangos cymhwyso mwyhadur gweithredol ynysu mewn system rheoli batri pŵer 600V. Mae'r pecyn batri yn cynnwys 50 o fatris asid plwm llorweddol gyda foltedd graddedig o 12V, ac mae eu folteddau terfynell yn cael eu caffael fesul un gan y gylched mwyhadur gweithredol ynysu. Mwyhadur ynysu yw'r ISO 122 a ddyluniwyd gyda thechnoleg modiwleiddio a dadfodylu wedi'i becynnu gan Black & Decker (BBB) ​​yn yr Unol Daleithiau, gan ddefnyddio technoleg cyplu cynhwysydd manwl gywir a threfniant pin deuol -mewn-llinell (DIP) confensiynol. Mae adrannau mewnbwn ac allbwn ISO 122 wedi'u lleoli yn y gylched samplu, wedi'u gwahanu gan ddau gynhwysydd 1pF cyfatebol sy'n ffurfio haen ynysu. Mae'r foltedd ynysu graddedig yn fwy na 1500V (AC 60Hz parhaus), gyda rhwystriant ynysu uchel a chywirdeb cynnydd uchel a llinoledd, gan fodloni gofynion cymhwyso ymarferol. Fel y dangosir yn Ffigur 8.8, mae pŵer mewnbwn ISO 122 yn cael ei dynnu o'r pecyn batri awtomatig, ac mae'r signal allbwn, sydd â pherthynas llinol ag ef, yn cael ei amlblecsu, yna'n cael ei rannu'n awtomatig gan ddau wrthydd manwl a reolir gan y microreolydd cyn ei anfon at y mewnbwn. Mae'r pŵer allbwn yn cael ei gyflenwi gan y modiwl cyflenwad pŵer ar y bwrdd cylched, ac mae foltedd terfynell y batri wedi'i ynysu. Dylid nodi, yng nghylched caffael foltedd terfynell y 50fed batri, bod gwrthdröydd yn cael ei ychwanegu ar ôl y cylched mwyhadur gweithredol ynysig i newid y signal allbwn o negyddol i bositif. Dylid nodi hefyd, er bod gan y gylched caffael mwyhadur gweithredol ynysig berfformiad rhagorol, mae ei gost uchel wedi cyfyngu ar ei gymhwysiad eang.

4. Dull Caffael Cylchdaith Trosi Foltedd/Amlder

Wrth ddefnyddio cylched trosi foltedd / amledd (V / F) i gaffael foltedd celloedd batri, mae'r trawsnewidydd V / F yn hanfodol. Dyma'r gydran sy'n trosi signalau foltedd yn signalau amledd, gan gynnig cywirdeb rhagorol, llinoledd, a mewnbwn annatod.

Mae Ffigur 8-9 yn dangos sgematig cylched y trawsnewidydd LM331 V/F a ddefnyddir ar gyfer trosi V/F manwl uchel-. Mae'r LM331 yn -sglodyn V/F integredig perfformiad uchel a weithgynhyrchir gan FS Microcontroller. Mae'n defnyddio cylched cyfeirio bandgap newydd sy'n cael ei ddigolledu gan dymheredd, gan ddarparu cywirdeb uchel iawn ar draws yr ystod tymheredd gweithredu cyfan ac ar folteddau cyflenwad pŵer mor isel â 4.0V.

Yn y dull caffael hwn, caiff y signal foltedd ei drawsnewid yn uniongyrchol yn signal amledd, y gellir ei brosesu wedyn gan borthladd cownter y microreolydd heb fod angen trosi A-D. Ar ben hynny, i ategu'r gylched trosi V/F yn y system caffael foltedd celloedd batri, mae angen dylunio cylchedau dewis cyfatebol a chylchedau mwyhadur gweithredol hefyd i gyflawni ymarferoldeb caffael aml-sianel. Mae'r dull hwn yn cynnwys llai o gydrannau, ond mae'r osgiliadur a reolir gan foltedd yn cynnwys cynwysyddion, ac mae gwall cymharol cynwysorau yn gyffredinol fawr, gyda chynwysorau mwy yn dangos gwallau cymharol hyd yn oed yn fwy.

5. Dull Caffael Cylchdaith Amplifier Optocoupler Llinol

Mae'r gylched caffael foltedd celloedd batri sy'n seiliedig ar optocoupler llinol yn cael ei ynysu rhwng diwedd caffael y signal a'r diwedd prosesu, a thrwy hynny wella sefydlogrwydd a gallu gwrth-ymyrraeth y gylched. Mae Ffigur 8-10 yn dangos yr optocoupler llinol TIL300, sy'n cynnwys ffotodiod adborth ynysig wedi'i rannu'n ddeufurcated gan olau LED isgoch a ffotodiod allbwn. Defnyddir technoleg proses arbennig i wneud iawn am aflinolrwydd nodweddion amser a thymheredd LED, gan wneud y signal allbwn yn gymesur yn llinol â'r fflwcs luminous servo a allyrrir gan y LED. Mae gan y TIL300 ynysu brig o 3500V, lled band sy'n fwy na 200kHz, mae'n addas ar gyfer ymhelaethiad ynysig o signalau DC ac AC, ac mae ganddo sefydlogrwydd cynnydd allbwn o ± 0.05% / gradd. Fel y gwelir o'r diagram, mae gwerth foltedd cell batri sengl (y gwahaniaeth rhwng U1 ac U2) yn cael ei drawsnewid yn Ip signal cerrynt gan fwyhadur gweithredol A ac mae'n llifo trwy'r optocoupler llinol TIL300. Ar ôl opto{18}}ynysu, mae'n allbynnu Ip2 cyfredol sy'n gysylltiedig yn llinol ag Ip1. Yna mae'r cerrynt hwn yn cael ei drawsnewid yn ôl i werth foltedd gan fwyhadur gweithredol A2 ar gyfer trosi A{{{{{{}}}D a chaffael data. Mae'n werth nodi bod dau ben yr optocoupler llinol angen cyflenwadau pŵer annibynnol gwahanol, wedi'u labelu I+12V a ±12V yn y diagram. Mae hyn yn dangos bod gan y gylched mwyhadur optocoupler llinol nid yn unig alluoedd ynysu a gwrth-ymyrraeth cryf ond hefyd yn cynnal llinoledd da y signal analog yn ystod y trosglwyddiad. Felly, gellir ei ddefnyddio ar y cyd ag araeau cyfnewid neu gylchedau gatio mewn systemau caffael aml-sianel. Fodd bynnag, mae ei gylchedwaith yn gymharol gymhleth, a gall llawer o ffactorau effeithio ar ei gywirdeb.

Dulliau Caffael Tymheredd

Mae tymheredd gweithredu batri nid yn unig yn effeithio ar berfformiad batri ond hefyd yn ymwneud yn uniongyrchol â diogelwch cerbydau trydan. Felly, mae caffael paramedr tymheredd cywir yn hanfodol. Nid yw caffael tymheredd yn anodd; yr allwedd yw dewis synhwyrydd tymheredd addas. Ar hyn o bryd, mae llawer o synwyryddion tymheredd ar gael, megis thermistorau, thermocyplau, transistorau thermistor, a synwyryddion tymheredd integredig.

1. Dull Caffael Thermistor

Mae egwyddor y dull caffael thermistor yn seiliedig ar y nodwedd bod gwrthiant thermistor yn newid gyda thymheredd. Mae gwrthydd sefydlog wedi'i gysylltu mewn cyfres â'r thermistor i ffurfio rhannwr foltedd, gan drosi'r lefel tymheredd yn signal foltedd. Yna caiff y signal hwn ei drawsnewid yn wybodaeth tymheredd digidol trwy drosi analog i ddigidol. Mae thermistors yn rhad ond mae ganddynt llinoledd gwael ac yn gyffredinol mae ganddynt wallau gweithgynhyrchu cymharol fawr.

2. Dull Caffael Thermocouple

Egwyddor weithredol thermocwl yw bod corff bimetallig yn cynhyrchu gwahanol botensial thermodrydanol ar wahanol dymereddau. Trwy gaffael y gwerth potensial thermodrydanol hwn, gellir cael y gwerth tymheredd trwy edrych i fyny bwrdd. Gan fod gwerth potensial thermodrydanol yn dibynnu ar y deunydd yn unig, mae cywirdeb thermocyplau yn uchel iawn. Fodd bynnag, gan fod potensial thermodrydanol yn signalau lefel milivolt -, mae angen mwyhau, gan wneud y cylchedwaith allanol yn gymhleth. Yn gyffredinol, mae gan fetelau ymdoddbwyntiau uchel, felly defnyddir thermocyplau fel arfer ar gyfer mesuriadau tymheredd uchel.

3. Dull Caffael Synhwyrydd Tymheredd Integredig

Wrth i fesur tymheredd ddod yn fwyfwy cyffredin ym mywyd beunyddiol a chynhyrchu, mae gweithgynhyrchwyr lled-ddargludyddion wedi cyflwyno llawer o synwyryddion tymheredd integredig. Er bod llawer o'r synwyryddion hyn yn seiliedig ar thermistorau, maent yn cael eu graddnodi yn ystod gweithgynhyrchu, gan arwain at gywirdeb tebyg i thermocyplau. Ar ben hynny, gallant allbynnu gwerthoedd digidol yn uniongyrchol, gan eu gwneud yn addas i'w defnyddio mewn systemau digidol.

Dulliau Caffael Presennol

Mae dulliau canfod cerrynt cyffredin yn cynnwys siyntiau, trawsnewidyddion, synwyryddion cerrynt effaith Neuadd, a synwyryddion ffibr optig.

Dangosir nodweddion pob dull yn Nhabl 8-1.

Ymhlith y ffactorau hyn, mae cost uchel synwyryddion ffibr optig yn cyfyngu ar eu cymhwysiad yn y maes rheoli; mae siyntiau yn-gost isel ac mae ganddynt ymateb amledd da, ond maent yn feichus i'w defnyddio gan fod yn rhaid eu cysylltu â dolen gyfredol; dim ond ar gyfer mesuriadau AC y gellir defnyddio trawsnewidyddion cyfredol; ac mae synwyryddion cerrynt elfen Hall yn cynnig perfformiad da ac maent yn hawdd eu defnyddio. Ar hyn o bryd, mae siyntiau a synwyryddion cerrynt elfen Hall yn cael eu defnyddio amlaf wrth gaffael a monitro systemau rheoli batri pŵer cerbydau trydan ar hyn o bryd.

Dulliau Canfod Mwg

Yn ystod gweithrediad cerbydau, oherwydd amodau ffyrdd cymhleth a phroblemau gweithgynhyrchu batri cynhenid, gall argyfyngau eithafol megis mwg neu dân ddigwydd oherwydd gorboethi, cywasgu, neu wrthdrawiadau. Os na chaiff y digwyddiadau hyn eu canfod a'u trin yn effeithiol yn brydlon, mae'n anochel y byddant yn cynyddu, gan fygwth y batris cyfagos, y cerbyd, a phersonél yn yr adran cargo, gan effeithio'n ddifrifol ar ddiogelwch gweithredol cerbydau. Er mwyn atal digwyddiadau o'r fath, mae monitro mwg wedi'i gyflwyno i systemau rheoli batri yn ystod y blynyddoedd diwethaf ac mae'n cael sylw cynyddol.

Mae synwyryddion mwg yn amrywiol a gellir eu categoreiddio'n dri phrif fath yn seiliedig ar eu hegwyddorion canfod: ① Synwyryddion mwg sy'n defnyddio priodweddau ffisiocemegol, megis synwyryddion mwg lled-ddargludyddion a synwyryddion mwg hylosgi cyswllt; ② Synwyryddion mwg sy'n defnyddio priodweddau ffisegol, megis synwyryddion mwg dargludedd thermol, synwyryddion mwg ymyrraeth optegol, a synwyryddion isgoch; ③ Synwyryddion mwg sy'n defnyddio priodweddau electrocemegol, megis synwyryddion mwg math cyfredol a synwyryddion nwy math o rym electromotive. Oherwydd bod synwyryddion mwg yn amrywiol, ni all synwyryddion mwg lled-ddargludyddion ganfod pob nwy. Felly, dewisir math penodol i ganfod un neu ddau fath penodol o fwg. Er enghraifft, defnyddir synwyryddion mwg lled-ddargludyddion ocsid yn bennaf i ganfod mwg hydrocarbon, gan gynnwys O₂, H₂S, CO, H₂, O₃H₂O, Cl₂, OH, CO₂, ac ati Oherwydd cyfyngiadau electrod, defnyddir y synwyryddion hyn yn bennaf i ganfod mwg anorganig, megis O₂, CO₂, H₂, ac ati.

Pan ddefnyddir synwyryddion mwg mewn batris pŵer, mae dewis synhwyrydd yn gofyn am ddeall cyfansoddiad y mwg a gynhyrchir gan hylosgiad batri. Yn gyffredinol, mae hylosgiad batri yn cynhyrchu llawer iawn o CO a CO2, felly dylid dewis synwyryddion sy'n sensitif i'r ddau nwy hyn. Mae angen addasu strwythur y synhwyrydd i amodau dirgrynu defnydd cerbydau tymor hir i atal sbardunau ffug oherwydd llwch ffordd a dirgryniad.

Dylid gosod y ddyfais larwm mwg yn y system rheoli batri pŵer ar gonsol y gyrrwr. Ar ôl derbyn signal larwm, dylai gyhoeddi larwm clywadwy a gweledol a lleoliad nam yn gyflym, gan sicrhau y gall y gyrrwr ganfod a derbyn y signal larwm yn brydlon.

Er enghraifft, mae'r system larwm mwg a ddefnyddir yn y bws trydan Olympaidd, a ddatblygwyd yn bennaf gan Sefydliad Technoleg Beijing, yn defnyddio system batri sy'n cael ei bweru gan fatri sinc 9V alcalïaidd neu garbon, gan sicrhau gweithrediad arferol 24 awr. Mae'r signal larwm yn cael ei bweru gan gyflenwad pŵer batri 24V y cerbyd, a gyflenwir ar wahân i sicrhau annibyniaeth y system larwm. Mae larymau gwasgaredig yn canfod crynodiad mwg trwy synwyryddion mwg mewnol. Pan fo'r crynodiad mwg yn is na'r terfyn, mae rheolwr mewnol y larwm yn gosod yr allbwn ras gyfnewid i gylched agored; pan fydd y crynodiad mwg yn fwy na'r terfyn, mae'r rheolwr mewnol yn gosod yr allbwn ras gyfnewid i gylched byr, gan dynnu'r cyflenwad pŵer +24V yn gyflym i'r panel arddangos i ffurfio cylched larwm gyda'r cyflenwad pŵer -24V ar y panel arddangos, gan allyrru signal larwm clywadwy a gweledol. Dangosir strwythur y system yn Ffigur 8-11.