蓄电池在军事、铁路、通讯、电力等各行各业都得到了广泛的使用，逐步成为日常日子中非常重要的备用电源[1-2]。在蓄电池的出产和使用进程中，功能检测是一项必不可少的作业。对其进行恒放逐电是研讨蓄电池功能最为直接、有用的一种办法。现在对蓄电池进行放电的办法有：选用固定电阻、可变电阻、电阻箱等作为放电负载，这需求人工调理放电电流，操控精度低[3]；选用开关电源升压电路的办法，经过调理占空比操控加在负载两头的电压， 这种办法开关损耗大， 电流有脉动[4]。
为处理上述问题，研发了一套以功率MOSFET管作为电子负载，能够自动操控和监测整个放电进程，以满意的密度记载放电进程中电压、电流的改变，并能以图形化的界面显现的蓄电池功能归纳测验仪。
1 总体规划
蓄电池大功率恒放逐电体系首要包含上位机、串口单元、操控单元、驱动单元、放电单元和数据收集单元等。图1为体系结构框图。
2 操控单元规划
传统PID操控器的结构简略、精度高，在工业进程操控范畴得到了广泛使用，而且取得了杰出的操控作用。可是关于时变性和非线性体系，即便对被控目标整定了一组满意的PID参数,但当目标特性发生改变时，也难以确保杰出的操控功能[5]。经过对恒放逐电操控体系重复试验，得出选用含糊PID操控办法较为适宜。
含糊PID操控器首要由PID操控器和含糊操控器两部分构成，含糊操控器的输入为差错e和差错改换率ec，然后选用含糊推理办法对PID参数Kp、Ti、Td进行在线整定，以满意不同时间的差错e和差错改变率ec对操控器参数的不同要求，然后使被控目标有杰出的动态、静态功能[6]。其组织如图2所示。
本体系选用的操控芯片为单片机C8051F020，操控器的输入为上位机发送的电压指令，体系的输出为驱动单元的输出电压。反应的实践电压信号与给定的电压信号相比较得出电压差错信号，经过含糊PID操控器计算出准确的PID参数调整因子，然后到达调整PID操控器参数的意图，然后计算出操控信号，操控信号再经过驱动单元的运放电路转换为MOSFET的栅极电压，然后调理放电单元的输出电流。
3 恒放逐电计划的研讨与规划
3.1 放电类型的挑选
现在对蓄电池进行放电的办法首要分为两类：能耗型和能馈型。能耗型是把流进电子负载的直流电传递到特别的直流／沟通转换器(逆变电路)，然后再送回沟通电网。这种类型的首要长处是节省电能，节省空间，不需求冷却[7]。可是它的放电电流具有波动性，精度低，而且简略给电网形成谐波污染。能耗型是指把蓄电池放出的电能经过功率管消耗掉，以热能或其他方法的能量开释出去。能耗型的首要长处是结构简略、经济实用、精度高级，缺陷是有能量消耗，需求杰出的散热体系。可是对蓄电池功能测验来说，因为为了确保的是恒放逐电的精度，所以选用能耗型的放电方法进行规划。
3.2不同放电计划研讨剖析
关于能耗型恒放逐电,现在可选用3种计划来完成。
计划1：电流直接采样法，即经过霍尔电流传感器检测流入电子负载的总电流，再与设定电流相比较，判别是否到达体系设定值。假如没有到达，则需求经过必定的算法对给定电压Vg进行调理，终究使负载电流稳定在设定值。计划2：电阻采样反应法，即在MOSFET管的源极串接采样电阻，将电流转换成电压，反应至高增益差错放大器的反相端。电阻采样反应法的简略原理图如图3所示。在同向端输入给定电压信号，假如Rd上的电压小于Vg，也便是运算放大器反向端的电压小于同向端电压，则运放输出电压加大，使MOSFET导通电流加大;假如Rd上的电压大于给定值Vg，则运算放大器的输出减小，使MOSFET导通电流减小，这样电流终究维持在稳定的给定值上,也就完成了恒流作业。
计划1电流改变规模大，合适大电放逐电；缺陷是呼应速度比较慢。计划2长处在于呼应速度快，结构简略；但因为采样电阻的功率一般较小，使电子负载的电流遭到很大约束，简略受外界搅扰，不合适大电放逐电。
针对以上两种计划的优缺陷，提出了计划3：把计划2的几个放电支路并联运转，即选用多路放电支路并联规划思维[8]。但因为功率开关管以及支路操控电路参数的差异，流过各个支路开关管的电流不可能彻底持平。因而，需求规划专门的均流电路完成各支路之间的电流均分，然后完成支路的功率均分，防止某些支路的功率过大，致使焚毁功率开关管[9-10]。这样既能够进行大功率放电，又能确保每个支路都作业在较小电流规模内。可是关于各支路之间需求选用均流电路进行操控，而均流电路是由许多相同参数的电阻、运放等抱负器材组成。因为实践器材的参数是不彻底相同的，因而给均流电路带来了很大的差错。
3.3 放电计划的终究规划
均流电路会给体系带来不可防止的差错，因而不再选用均流电路，而直接用单片机来操控各支路给定电压Vg，使各支路给定电压持平然后完成各支路均流，以消除均流电路带来的差错。为了进一步进步体系精度，用霍尔电流传感器收集蓄电池放出的总电流，并反应给C8051F020单片机,单片机经过含糊PID操控算法来调理各支路给定电压Vg的巨细来操控各支路电流，然后到达准确操控总电流的意图。
4 试验成果
为了能愈加直接地查验恒放逐电的作用，本试验用11 V~13 V改变的电压信号替代蓄电池，体系用5个放电支路并联放电，总电流设定为15 A。图4是恒放逐电的试验成果。
根据C8051F020单片机的蓄电池恒放逐电体系选用多支路并联的思维，完成了大功率放电；经过软件操控各支路电流的巨细，保证了各支路都能作业在额定功率以内，进步了体系的稳定性；选用含糊PID操控法，进步了体系放电的精度。别的,还能够经过上位机对放电进程进行实时监控和记载，为蓄电池功能的剖析供给了便当。
参考文献
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