可以等效为一个无穷大的电阻负载，在不需要使用补偿法的情况下，对开路电压值的测量
更加精确。
2.2 实时检测电压采集电路
电池在正常工作状态下，由霍尔电压传感器得到电池组当前的电压值，通过电压跟随
器之后转换成数字信号。如图
2 所示，其中 LM324 起到电压跟随器的作用。
图
2 实时检测电压采集电路 2.3 实时检测电流采集电路
在光伏系统中，为负载供电的除了光伏电池外还有蓄电池，因此，在光伏系统正常运
转后，蓄电池会有充电和放电两种模式。光伏系统中测得的电流可能是充电电流也有可能是
蓄电池的放电电流，为了准确的测得电流的大小，设计中采用了两个单向电流检测放大器
MAX4172 来完成电流的双向检测。
如图
3 所示，当 VRS+ >VRS时，蓄电池为负载供电，器件 A 工作；当 VRS
>VRS+时，光伏电池向蓄电池充电，器件 B 工作。利用一个通用的运算放大器将两个放大
器的输出电流转换成适当的输出电压。
VREF 设置为 0 电流对应的输出电压。器件 A 工作时，
输出电压高于
VREF，而当器件 B 工作时，输出电压低于 VREF。
图
3 实时检测电流采样电路 3 模块设计
整个系统由控制模块、初始化模块、存储模块、显示模块以及串口通行模块组成，如图
4
所示。
图
4 系统框架图图 4 中，控制模块对系统整个进程进行控制；初始化模块对程控放大
芯片进行合理配置并对两种模式下采样信道选择；显示模块和串口通信模块为用户获取最
后的结果提供两种途径。系统中的各数字模块都是基于
FPGA 使用 Verilog 语言设计的
［
68］。设计的软件采用的是 Alter 公司提供的 quartus
Ⅱ 开发工具。
3.1 控制模块
控制模块由一个
16 态的独热码编码的 Melay 状态机构成，通过状态机控制各功能模块
的运行，控制模块流程图如图
5 所示。
3.2 初始化模块
初始化模块根据模式选择信号选通不同的采样模块，同时，根据电池组电流电压大小
调节程控放大芯片的放大系数，使测得的电流值和电压值能适应
AD 芯片的要求，从而能
更好的利用
AD 芯片的分辨率。并且，开路电流和短路电压的测量也是在初始化模块中完成，
通过开路电流和短路电压的大小来计算出电容的充电时间，以确定采样时间的长短，从而
来确定采样频率。
为 了 满 足 不 同 类 型 电 池 组 的 测 量 需 要 ， 在 设 计 中 使 用 了 两 级 放 大 电 路 ， 将
BURRBROWN 公司生产的 PGA202、PGA203 级联以获得 1~8 000 的 16 级增益。由于所选
用
AD 芯片的输入范围是在 0~2 V 之间，通过分压之后的信号，通过不同的放大倍数逐步
增大以逼近这个采样范围，从而配置合适的放大系数。