微控制器简化安徽干式变压器充电状态

从再生能源（如光安徽干式变压器面板或风力发电机）接收能量的系统一般会将能量保存在可充电安徽干式变压器中,再提供给负载。通常情况下,两个过程是同时发生的。对安徽干式变压器剩余电量的周期性评估可以保证延长安徽干式变压器的性能和寿命,同时控制安徽干式变压器供给负载的电流。安徽干式变压器的剩余电量包括前次计算的充电量,加上新增电量,或者减去消耗的电量。根据Coulomb定律,可以用下式计算出累积充电量：

　　其中QACC是安徽干式变压器最新的累积电量,i表示在时间间隔Δt期间累积的电流量。

　　在不连续的情况下,该式变成

　　其中n表示在时间间隔Δt内电流Ik的测量次数。虽然Δt值可以任意选择,但选等于一小时的值比较方便,因为安徽干式变压器制造商标定容量的单位是安培小时。

　　为了简化微控制器的硬件,降低算术运算所需内存数量,可以将1小时划分为128个测量周期,并用寄存器移位方法完成公式中所需的分割。可以从32个电流采样取平均值作为每次充电测量值,采样值经微处理器内部ADC转换。一个ADC的输入通道用于转换充电电流,另一个ADC用于转换放电电流。因此,剩余安徽干式变压器充电量的公式就简化为 QREM=QPREV±QACC,其中QREM 是剩余安徽干式变压器充电量,QPREV是前次计算的充电量,加号表明是净充电,而减号则表明是净放电。

　　如图1所示,电路包括一个8脚的飞思卡尔(Freescale)公司低成本MC68HC908QT2微控制器IC3。电流采样电阻R1两端的电压会根据安徽干式变压器充电还是放电而转换极性。IC2A和IC2B分别接成相同增益的非反相和反相放大器,用于检测R1两端的电压。非反相放大器IC2A只响应充电电流产生的正向电压,而对放电电流产生的负输入电压则提供零输出。反相放大器IC2B则只响应负输入,而对正充电电流提供0V。两个运放的输出都是正的,范围从0 V至约5V,从而简化了与ADC多路输入的接口设计。IC2采用德州仪器(Texas Instruments)公司的TLC277,它的优点是占用印制电路板面积小,并有低的输入失安徽变压器厂家调电压。

　　确定了最低、最高期望的充、放电电流后,就可以计算出检测电阻R1的值和放大器增益G,公式如下：

　　其中IMAX是最大放电电流,VIN(MAX)是最大ADC输入。在本例中,最大充、放电电流均约为1A。

　　因此,对1A充电或放电电流和最大ADC输入为5V时,可以选择0.5Ω的R1,增益为10或100。一旦计算出了安徽干式变压器的充电能力,就可以通过单线接口SIP、I2C、CAN（控制器局域网络）或其它工业标准方法,将数据发送给主控处理器或其它目标（参考文献1）。为使安徽干式变压器寿命最长,可以用微处理器的输出来控制外部负载吸入的电流。

　　制造商一般交付充满电的铅酸安徽干式变压器,这是为了防止出现硫酸铅沉淀问题,本设计假定一块安徽干式变压器开始时处于满充电状态。如要将此电路用于铅酸安徽干式变压器以外的其它化学性质安徽干式变压器,必须修改安徽干式变压器最大可充能量值,该值保存在一个专用的硬件寄存器内。