电池双向电流检测

在某种设备的开发过程中，为了保证设备的正常性能，有必要实时掌握内部集成铅酸蓄电池组的工作状态。主要状态参数包括电池组电压和充放电电流，要求监控系统实现高精度。
可靠而简单。具体参数指标为：电池组标称值DC24V，充放电电流在5A以内。
电压检测精度要求0.01V，电流检测精度要求0.01A，即小数点后保证两位有效数字。在此基础上，本文设计了一种基于STM32F103VB嵌入式控制器的软硬件控制系统，作为信号处理，采样和计算的核心。
LA28-NP电流传感器用于实时检测充电和放电电流。传感器是采用霍尔原理的闭环（补偿）电流传感器。
初级和次级电路之间的绝缘可用于测量直流交流脉冲和电源电压为±15 V的混合电流。系统中使用的比率为1000：5。
初级电路的充电和放电为±5A，这对应于次级电路的额定电流Is。有效值为±25 mA。
在本申请中，感应电流Is由精密电阻器Rm获得，电阻器Rm的值取决于V2的A / D转换器的要求。 LA28-NP的输出电流是双向的，这是一个±25 mA的电流信号。
在实际操作中，放电期间的最大输出电流为+25 mA，充电期间的最大输出电流为-25 mA。由此获得的电压信号V1也是相对于地电平的相应的正和负电压。
STM32F103的内置ADC电压输入范围为Vref-≤Vin≤Vref+。在此设计中，Vref-连接到模拟地，Vref +连接到2.5 V参考电压，因此ADC输入范围为0~2.5 V.目前的问题是STM32F103采用3.3 V单电源工作，模拟输入不能处理反向电压。
在传统模式中，如果电阻器Rm的参考电平接地，则V1在充电期间是负电压，并且控制器是无能为力的。针对这一问题，本文设计了累积升压和后续信号预处理电路，以解决双向电流的A / D采样问题。
该设计的基本思想是控制双向电流的电压变化范围在0到Vref +的范围内。这是以A / D转换精度为代价的。
详细过程如下：1串电阻Rm =50Ω，模拟电压输出V1从-1.25到+1.25V .2使用双栅运算放大器构建求和电路，V1和+1.25 V累加参考电压，V1延伸至0至-2.5 V.执行反向跟随放大以实现电压反转功能。输出电压V2为0至+2.5 V.运算放大器使用通用运算放大器LM324，电源电压为±15V，电流传感器LA28-NP使用相同的电源电路。
取R3 = R4 = R5 =10kΩ，Vmid = - （1.25 + V1），因此Vmid电压范围为0~-2.5V。