综合电化学工作站系统结构的设计

电池行业的发展对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要高效智能 的检测设备。本课题目的是设计一种满足功能和精度要求的综合电化学工作 站。综合电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流 仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试 验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池 电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参 数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。本文从结构设计的角度，对综合电化学工作站进行了研究。根据恒电位测量、恒电流测量、交流阻抗测量三种功能的工作原理和相应的性能指标，提出以DSP处理器为控制核心的硬件结构体系。在该设计方案下，进行了大量的硬件设计调试工作和软件设计调试工作。本文的内容包括以下三点： (1)电化学工作站的系统分析。详细分析了电化学工作站三种基本功能 的工作原理和性能指标，确定了电化学工作站的硬件系统结构—以DSP处 理器为整个系统的控制核心，实现对六个通道的电池测量和控制，以及将数 据送往PC机进行储存和处理。 (2)系统硬件设计。硬件设计主要集中在DSP电路板、接口电路板、 测量控制电路板的设计上。DSP电路负责发出控制信号和处理测量信号； 测量电路直接与被测对象相连接，实现具体测量、控制；接口电路是DSP 电路板与测量控制电路板之间的桥梁。从电路结构、芯片选型到最后布局， 将各个功能电路进行细化，分步骤设计。 (3)系统软件设计。结合系统工作特点和硬件结构，确定了软件总体架 构。重点研究了过采样滤波软件算法和快速傅立叶变换（FFT）测算交流阻 抗软件算法。