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Etude et évaluation des performances des systèmes de gestion de batteries lithium- ion

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par Zied Jelassi
Ecole Superieure de Communication de Tunis SUPCOM - Ingénieur télécom 2009
  

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3.2. Systèmes d'acquisition de données multiplexés

Le système d'acquisition de données multiplexées est basé sur la figure suivante. Les différents étages seront détaillés par la suite.

Figure 3.1: Principe du système d'acquisition de données multiplexé

La figure 3.1 montre le multiplexeur qui reçoit en entrée des canaux analogiques. Ce multiplexeur est un réseau des commutateurs qui dirige les différents signaux d'entrée analogique sur l'entrée du CAN pour la numérisation. Ces commutateurs peuvent être mis en oeuvre via des relais ou des commutateurs à semi-conducteur. Les relais fonctionnent à des fréquences relativement faibles, dans la gamme de quelques kHz, alors que les commutateurs à semi-conducteur peuvent fonctionner dans une bande de plusieurs MHz [29, 30]. Cependant, les relais peuvent faire face à des tensions plus élevées et fournissent une isolation de canal supérieure à celle des commutateurs à semi-conducteur [30].

Les spécifications clés du multiplexeur sont le temps de commutation, la résistance et l'isolement du canal. Un système à multiplexage permet l'utilisation d'un seul CAN, mais cela se fait au détriment de la réduction de la vitesse à laquelle les données peuvent être acquises sur un canal individuel. Ceci est lié au fait que chaque canal est analysé de façon séquentielle. En outre, le multiplexage peut introduire des problèmes. Une source à haute impédance peut se combiner avec la capacité parasite du multiplexeur et entraîner des problèmes de diaphonie entre les canaux. En outre, l'impédance du multiplexeur peut également conduire à une dégradation du signal [29, 30].

L'AGP (amplificateur à gain programmable) permet une amplification différente pour chaque canal. Le gain de l'AGP peut être réglé par canal en fonction du niveau du signal. Cela garantit que tous les canaux utilisent la dynamique complète du CAN. L'AGP prévoit

Projet fin d'étude Page Zied Jelassi

également l'isolement entre la charge et le multiplexeur. Ainsi, il permet de réduire la distorsion du signal qui se produit en raison de la résistance du multiplexeur [29, 30].

Dans une application multiplexée, le CAN doit avoir un cycle de latence nul et un faible temps d'établissement. La latence est liée au nombre de cycles de données nécessaires entre le début de la conversion du signal et la disponibilité des données de sortie correspondantes. La latence est nulle si une conversion entière est atteinte avant le début du prochain cycle.

Le temps d'établissement est la durée entre le début d'acquisition du signal et le moment où les données sont disponibles pour être lu à partir du convertisseur. Contrairement à la latence du cycle, le temps d'établissement ne peut jamais être égale à zéro [29, 30].

La diaphonie et l'injection de la charge sont parmi les principaux paramètres à prendre en compte pour l'étude des performances d'un système d'acquisition multiplexé. La diaphonie se produit lorsqu'une perturbation appliquée à un canal affecte la précision de la mesure d'un autre canal. C'est un phénomène dépendant de la fréquence [29, 30].

L'injection de charge a lieu lors de la commutation, ce qui peut provoquer un changement de tension importante à l'entrée du commutateur. Ce changement rapide de la tension injecte une charge à la sortie du commutateur à cause de la capacité de commutation [29, 30].

Durant cette étude, on mettra l'accent sur les phénomènes de diaphonie et d'injection de charge pour comparer relativement les deux BMS, mais avant tout on rappelle brièvement le principe de fonctionnement des deux CAN utilisés dans les BMS considérés.

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