数字化控制UPS中电池电压的检测方法

　图4(a)为MAX189的工作时序，CS为高电平时，输出引脚Dout为高阻状态，CS引脚的下跳沿启动A/D转换。应用中将DSP的同步通信SPI口设置为主工作方式，SPISTE引脚设置为通用I/O口，将SPISTE引脚的信号线经隔离后与MAX189的CS引脚相连，通过软件中改变SPISTE的电平状态来决定A/D转换的启动或停止，从而控制采样的具体时间。A/D转换结束后,Dout从高阻态跳变为高电平，Dout的上升沿表明A/D转换的结束，在此之后即可读取A/D转换的结果。因MAX189是12位的串行数据输出，而TMS320F240的SPI通信口每次至多可以传输8个数据位，故一次采样结果须分两次进行接收。

图4　A/D和DSP的工作时序
(a)MAX189工作时序　 (b)SPI口的工作时
　　需要注意的是，TMS320F240的SPI通信口提供了四种工作时序[2]，如图4(b)所示，实验中应根据MAX189的工作方式对SPI口的时序进行适当选择。

2.2 模拟量隔离

　　参考图2(b)，该方案是在A/D转换之前进行隔离，即先将电池电压分压隔离后再送入ADC进行转换。因为被隔离的信号是模拟量，隔离前后的信号必须成线性关系，可以选用精度较高的线性光耦实现。此处采用HCNR200线性光耦。
　　HCNR200线性光耦合器是由一个红外光LED照射分叉配置的一个隔离反馈二极管和一个输出光二极管组成，如图5(a)。LED的光通量决定流经两个二极管的电流的大小。由于HCNR200内部特殊的制造工艺，在一定的输入电流范围里，它的电流传输比保持不变，输出光二极管产生的电流信号与反馈光二极管产生的电流信号成线性比例关系。由图5(b)：

　　　　　　 (1)

　　　　　 (2)
　　式(1)、(2)中

分别为隔离反馈二极管和输出二极管的电流，

为电池电压经分压后的值，

为输出结果，送到TMS320F240的A/D转换成数字量以供CPU的处理。
　　根据式(1)、(2)，输出电压与输入电压的关系表达式如下：

　　 (3)
　　式（3）中

为电流传输比，HCNR200的K约为0.85—1.25

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