本文介紹的線性電路直接采樣法是為每個蓄電池配置一塊采集板，貼近蓄電池安裝，就近完成信號的采集和轉換，將轉換后的數字信號傳輸給單片機系統進行處理和傳輸。該方法的原理框圖如圖3 所示。

圖3 線性電路直接采樣法原理框圖

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該方法采用線性運算放大器組成線性采樣電路、后經電壓跟隨器送入A/D轉換器、轉換后的數字信號傳輸給單片機系統、無須外加采樣保持電路， 根據串聯電池組總電壓的大小、選擇適當的放大倍數、無須電阻分壓網絡或改變地電位、 就可以直接測量任意一只電池的電壓。

線性電路圖如圖4所示，該電路為典型的增益可調性能優(yōu)良的差動運算線性電路。圖中A1和A2構成精密電壓跟隨器、A3是差動放大輸出電路、A4是增益調節(jié)輔助放大器。根據運算放大器的特性，可分析計算出經過采樣電路后的輸出電壓為：

　　取Rn1=Rn2=Rn3=Rn4,則有第- 節(jié)蓄電池經采樣電路變換后的電壓為：

圖4 差動運算線性電路原理圖

電路增益的調節(jié)由電阻R決定、范圍很寬、而且線性很好、這就保證了差動運算的精度，只要兩個輸入運算放大器的基本特性相同，則失調電壓的影響就很小， 滿足條件Rn1/Rn2=Rn3/Rn4時、電路就有良好的共模抑制特性。由于A4的輸出阻抗很低、調節(jié)R改變增益時、電路的共模抑制能力不受影響，為了確保該電路的優(yōu)良特性、運算放大器A4的選擇十分重要， 如果要求共模抑制能力很強、則除選擇精密繞線電阻Rn1、Rn2、Rn3、Rn4以外、A4應選擇高增益型的運算放大器。

該電路的輸出電壓就是單節(jié)蓄電池的端電壓，由于是線性電路，因此可以快速跟蹤測量單節(jié)蓄電池電壓的變化。該電路的輸入阻抗很大， 而蓄電池的內阻很小（一般只有幾毫歐、甚至零點幾毫歐），因而保證了很高的測量精度，為正確判斷蓄電池組的當前狀態(tài)提供了準確的技術參數。另外、該電路還有很好的可擴展性能， 選擇適當的Rn1~Rn5的值、可以測量標稱電壓是2V、6V和12V, 的電池、還可以測量電池組總電壓。

四、結語

本文提出的測量電池電壓的線性電路直接采樣法，電路簡單實用，適用范圍廣，測量精度高，很好的解決了串聯電池組電池電壓檢測難的問題，為蓄電池的在線監(jiān)測和快速診斷提供準確的技術參數，具有廣闊的實際應用前景。