原创 新型高速高隔离电池组检测模块设想

之前有接触电池组的检测，面临的问题是一个十分苛刻的工作环境跟一个突变的大负载，并且要每秒千次的检测，在保证精度的同时，要能够抗击干扰，即在大负载突变的情况下，能够依旧给出正确数据。

由于加较大的滤波电路会导致信号延迟，这会带来电池出故障不能及时响应的严重后果，但是不加干扰又会很大。且不说速度的问题，检测部分和电池组之间是隔离还是非隔离在伯仲之间。隔离的话会增加光耦成本，并且可能需要现行光耦；非隔离时模块之间通讯是个难题，电流方式还是电压方式都很麻烦，有可能就会出现一个芯片击穿，级联的其它芯片都会跟着击穿，这成本就大发了。

有参考凌特的方案，并且和同事也讨论了一个较新的交叉检测方案，不过在精度、速度方面不是很理想，尤其是抗击干扰的能力，十分堪忧。在当时……一年半之前……我设计了这个能够满足要求的模块，只是由于种种原因，只能停留在设想阶段，今天在这里提出来和大家分享，抛砖引玉，和大家交流一下看法。

这里需要提到一个专业名词：电致伸缩效应，也叫压电效应逆效应，就是在电介质的两端施加电压会导致电介质产生形变的现象。最著名的应用是在硬盘寻址的微位移系统和超声电机上。特点就是不导电，耐高压，反应速度快。当然其形变会非常的小，此时需要加上光路将形变信号放大，就是说一个非常细的光照射到此电介质上面，反射以后或者多次光路操作以后接收端位移明显放大，以便更容易检测。

从这里可以看到，这样的设计将一个电势差的信号转化成光的位移信号，下面的做法可能大家就会猜到——CCD+DSP。CCD（CMOS）现在很便宜了，而且这里只需用检测光斑的位置，所以只需用单色的线型CCD就可以，这更便宜。假若是512×1的8bitCCD就可以在电池电压波动范围扩展到整个传感器表面的条件下轻松实现12bit的精度。

CCD检测的图像采集后送到DSP进行处理，而此时可以将多组信号封装在一起同时送入DSP检测。这样在保证精度的同时，将光斑的位置检测转换成软件代码编写，这样不但简化的模块的结构，同时提供了一个简单的用户定制化操作或者升级拓展的可能；将现有的分电压比较的电压检测模式转换成能耗非常小的图像处理。这样的设计实现了完全的电压隔离，并且可以通过图像处理的算法操作进行噪声滤除。

不过这只是一个设想，电介质的选取，光路的设计，算法设计都是制约。