一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路的製作方法

2023-09-22 05:40:20 2

專利名稱：一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋰電池生產測試領域，更具體地，涉及一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路。
背景技術：
近年來由於移動電器的小型化及普及，而鋰離子充電電池具有小型、重量輕、輸出電壓高、放電電壓穩定、儲存時間長等優點，使得電器配套的鋰離子充電電池用量猛增。在充電器、電池保護板等這類特殊的電子產品中，由於其負載是電池，若要完整的檢測一個電池從過充到過放的整個過程中電池板護板的特性，需要花很長時間對電池做一個完整的充放電過程，而這麼長的充電時間顯然會使生產效率下降，而且經常測試也會使被用來充電和放電的電池壽命縮短，並使內阻增大，進而影響測試結果的準確性，因此設計一款可以模擬電池的電路顯得尤為重要。

發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路，旨在解決現有技術中若要完整的檢測一個電池從過充到過放的整個過程中電池板護板的特性需要花費的時間過長的問題。本發明提供了一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路，包括擬電池主電路，用於模擬鋰電池的充放電特性；控制電路，與所述模擬電池主電路連接，用於實現自動化測試；以及顯示電路，與所述模擬電池主電路連接的；用於顯示測試結果。更進一步地，所述模擬電池主電路包括變壓器、第一整流橋、第一電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容和第七電容，第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第三二極體、第四二極體、三端可調分流基準源、第一三極體、第二三極體、第三三極體、第一運算放大器、第二運算放大器、第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關；第一整流橋和變壓器的副邊連接，第一電阻的一端通過第一電感與第一整流橋連接，第一電容的一端與所述第一電阻和所述第一電感的連接端連接，所述第一電容的另一端接地；所述第一電阻的另一端通過依次串聯連接的第二電阻和第三電阻接地，第二電容的一端與所述第一電阻的另一端連接，第二電容的另一端與第二電阻和第三電阻的串聯連接端連接；三端可調分流基準源的陰極連接至第一電阻的另一端，三端可調分流基準源的陽極接地，三端可調分流基準源的參考電壓輸入端與第二電容的另一端連接；第三電容的一端與第一電阻的另一端連接，第三電容的另一端接地；第四電容與第三電容並聯連接；第一運算放大器的反相輸入端通過第四電阻連接至第二電阻和第三電阻的串聯連接端，第一運算放大器的反相輸入端還通過依次串聯連接的第十六電阻和第五電阻接地；第五電容與第五電阻並聯連接；第十六電阻和第五電阻的串聯連接端與第二運算放大器的同相輸入端連接；第一運算放大器的同相輸入端和第二運算放大器的反相輸入端均與第十四電阻的一端連接，第十四電阻的另一端連接至第三二極體的陰極；第一運算放大器的輸出端通過第十電阻連接至第三三極體的基極，第三三極體的發射極接地，第三三極體的集電極連接至第四二極體的陰極；第四二極體的陽極通過第十五電阻連接至第三二極體的陰極第二運算放大器的輸出端通過第六電阻連接至第一三極體的基極，第一三極體的發射極接地，第一三極體的集電極通過第八電阻連接至第二三極體的基極；第七電阻的一端連接至第二三極體的基極，第七電阻的另一端連接至第一電感與第一電阻的連接端；第二三極體的發射極連接至第一電感與第一電阻的連接端；第二三極體的集電極連接至第三二極體的陽極；第三二極體的陰極通過第九電阻輸出；第六電容的一端與第三二極體的陰極連接，第七電容與第六電容並聯連接；第一單刀雙擲開關的第一端和第二單刀雙擲開關的第一端均與第十四電阻的一端連接，第一單刀雙擲開關的第二端通過第十一電阻接地，第一單刀雙擲開關的第三端通過第十二電阻接地，第二單刀雙擲開關的第二端通過第十三電阻接地，第二單刀雙擲開關的第三端懸空不接。更進一步地，所述第九電阻為錬銅絲。更進一步地，所述控制電路包括用於產生脈衝信號的第一控制電路以及用於切 換正常、過充、過放三個電壓點並實時顯示測試電路的第二控制電路。更進一步地，所述第一控制電路包括第二計數器、第三計數器、第七計數器、第八計數器、模擬電子開關、多諧振蕩器及其外圍電路；多諧振蕩器包括14個引腳，第I引腳通過第八電容與第3引腳連接，第2引腳通過第十六電阻與第3引腳連接，第6、14引腳接電源，第4、5、7、8、9、12引腳接地，第11、13懸空不接，第10引腳通過第十七電阻接地，第九電容與第十七電阻並聯連接；第二計數器包括16個引腳，模擬電子開關包括14個引腳，第三計數器包括16個引腳，第二計數器的第3引腳懸空不接，第二計數器的第14引腳與多諧振蕩器的第10引腳連接，第二計數器的第16引腳接電源，第二計數器的第8引腳接地；第二計數器的第13引腳與模擬電子開關的第13引腳連接；模擬電子開關的第I引腳通過第十八電阻接地，第十電容與第十八電阻並聯連接；模擬電子開關的第14引腳連接電源，模擬電子開關的第7引腳接地；第三計數器的第8引腳接地，第三計數器的第16引腳連接至電源，第三計數器的第15引腳連接至第二計數器的第15引腳，第三計數器的第15引腳還通過開關連接至電源，第三計數器的第11、13引腳均連接至模擬電子開關的第5引腳，第八二極體的陽極連接至電源，第八二極體的陰極通過依次串聯連接的第十一電容和第十九電阻接地；第十一電容和第十九電阻的串聯連接端還與第三計數器的第15引腳連接；第七計數器和第八計數器均包括16個引腳，第七計數器和第八計數器的第3引腳、12引腳均懸空，第8引腳接地，第16引腳接電源，第七計數器的第11引腳、13引腳連接至模擬電子開關的第6引腳，第七計數器的第14引腳接至模擬電子開關的第4引腳和第10引腳，第七計數器的第15引腳接至第三計數器的第15引腳；第八計數器的第11引腳、13引腳接至模擬電子開關的第12引腳，第八計數器的第14引腳接至模擬電子開關的第8腳，第八計數器的第15引腳接至第三計數器的第15引腳。更進一步地，所述第二控制電路具體包括達林頓電晶體陣列、第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器、第五繼電器、第六繼電器、第七繼電器、第八繼電器、正常電阻、過充電阻以及過放電阻；達林頓電晶體陣列包括18個引腳，第I引腳通過第二十電阻連接至第九發光二極體的陽極，第2引腳通過第二十一電阻連接至第十發光二極體的陽極，第3引腳通過第二十二電阻連接至第十一發光二極體的陽極，第4引腳通過第二十三電阻連接至第十二發光二極體的陽極，第5引腳通過第二十四電阻連接至第十三發光二極體的陽極，第6引腳通過第二十五電阻連接至第十四發光二極體的陽極，第7引腳通過第二十六電阻連接至第十五發光二極體的陽極，第8引腳通過第二十七電阻連接至第十六發光二極體的陽極，第九發光二極體的陰極、第十發光二極體的陰極、第十一發光二極體的陰極、第十二發光二極體的陰極、第十三發光二極體的陰極、第十四發光二極體的陰極、第十五發光二極體的陰極和第十六發光二極體的陰極均接地；達林頓電晶體陣列的第9引腳接地，達林頓電晶體陣列的第10引腳接電源，達林頓電晶體陣列的第11引腳連接至第八繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第12引腳連接至第七繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第13引腳連接至第六繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第14引腳連接至第五繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第15引腳連接至第四繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第16引腳連接至第三繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第17引腳連接至第二繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第18引腳連接至第一繼電器的第I引腳；第一繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第一繼電器的第6引腳連接至第二繼電器的第4引腳，第一繼電器的第4引腳接P1，第一繼電器的第16引腳接電源，第一繼 電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第二繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第二繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第二繼電器的第16引腳接電源，第二繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第三繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第三繼電器的第6引腳連接至第四繼電器的第4引腳，第三繼電器的第4引腳接P2，第三繼電器的第16引腳接電源，第三繼電器的第9、11,13引腳均懸空不接；第四繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第四繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第四繼電器的第16引腳接電源，第四繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第五繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第五繼電器的第6引腳連接至第六繼電器的第4引腳，第五繼電器的第4引腳接P3，第五繼電器的第16引腳接電源，第五繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第六繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第六繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第五繼電器的第16引腳接電源，第六繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第七繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第七繼電器的第6引腳連接至第八繼電器的第4引腳，第七繼電器的第4引腳接P4，第七繼電器的第16引腳接電源，第七繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第八繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第八繼電器的第6引腳通過正常電阻接地，第八繼電器的第16引腳接電源，第八繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接。更進一步地，所述顯示電路包括第二整流橋、第二電感，三端穩壓器、第十電容、第十一電容、第十二電容、第三十電阻、第三十一電阻、第三十二電阻、第三十三電阻、第六發光二極體和第七發光二極體；三端穩壓器的輸入端通過第二電感與第二整流橋連接，三端穩壓器的輸入端還通過第十電容接地，第H 電容與第十電容並聯連接；三端穩壓器的輸出端連接至電池保護板的放電負端，三端穩壓器的輸出端還通過第一電容接地，第三十一電阻和第三十電阻依次串聯連接在三端穩壓器的輸出端與地之間，第三十一電阻和第三十電阻的串聯連接端還與三端穩壓器的地端連接；第六發光二極體的陰極接地，第六發光二極體的陽極通過第三十二電阻連接電池保護板的充電負端；第七發光二極體的陰極接地，第六發光二極體的陽極通過第三十三電阻連接至電池保護板的電池負端。
在本發明中，該模擬電池電路具有測試速度快、精度高等優點，用該模擬電池電路測試電池保護板的結果和用真實電池測試的結果幾乎一樣，完全可以取代真實電池對電池保護板進行測試。原先用真實電池測試一塊電池保護電路板需要花費半天甚至一天，而用模擬電池測試一塊電池保護電路板僅需I 2分鐘。大大提高了效率。


圖I是本發明實施例提供的一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路的模塊結構示意圖；圖2是本發明實施例提供的一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路中模擬電池主電路的具體電路圖；圖3是本發明實施例提供的一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路中第一控制電路的具體電路圖；
圖4是本發明實施例提供的一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路中第二控制電路的具體電路圖；圖5是本發明實施例提供的一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路中顯 電路的具體電路圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。在本發明實施例中，由於在生產測試過程中用電池來測試電池保護電路非常麻煩，需要花費大量的時間，該發明可以取代電池對電池保護電路板進行測試，為生產測試提高了效率。本發明實施例提供的模擬電池電路主要應用於電池保護板的生產測試；圖I示出了該模擬電池電路的模塊結構，該模擬電池電路包括模擬電池主電路I，與模擬電池主電路I連接的控制電路2和與模擬電池主電路I連接的顯示電路3 ;模擬電池主電路I用於模擬鋰電池的充放電特性；控制電路2用於實現自動化測試；顯示電路3用於顯示測試結果。在本發明實施例中，該模擬電池電路具有測試速度快、精度高等優點，用該模擬電池電路測試電池保護板的結果和用真實電池測試的結果幾乎一樣，完全可以取代真實電池對電池保護板進行測試。原先用真實電池測試一塊電池保護電路板需要花費半天甚至一天，而用模擬電池測試一塊電池保護電路板僅需I 2分鐘。大大提高了效率。如圖2所示，所述模擬電池主電路I包括變壓器Tl、第一整流橋D1、第一電感LI、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7，第一電阻R1、第二電阻I訖、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第三二極體D3、第四二極體D4、三端可調分流基準源D2、第一三極體Q1、第二三極體Q2、第三三極體Q3、第一運算放大器NI、第二運算放大器N2、第一單刀雙擲開關SI和第二單刀雙擲開關S2 ;第一整流橋Dl和變壓器Tl的副邊連接，第一電阻Rl的一端通過第一電感LI與第一整流橋Dl連接，第一電容Cl的一端與所述第一電阻Rl和所述第一電感LI的連接端連接,所述第一電容Cl的另一端接地；所述第一電阻Rl的另一端通過依次串聯連接的第二電阻R2和第三電阻R3接地，第二電容C2的一端與所述第一電阻Rl的另一端連接，第二電容C2的另一端與第二電阻I垃和第三電阻R3的串聯連接端連接；三端可調分流基準源D2的陰極連接至第一電阻Rl的另一端，三端可調分流基準源D2的陽極接地，三端可調分流基準源D2的參考電壓輸入端與第二電容C2的另一端連接；第三電容C3的一端與第一電阻Rl的另一端連接，第三電容C3的另一端接地；第四電容C4與第三電容C3並聯連接；第一運算放大器NI的反相輸入端通過第四電阻R4連接至第二電阻R2和第三電阻R3的串聯連接端，第一運算放大器NI的反相輸入端還通過依次串聯連接的第十六電阻R16和第五電阻R5接地；第五電容C5與第五電阻R5並聯連接；第十六電阻R16和第五電阻R5的串聯連接端與第二運算放大器N2的同相輸入端連接；第一運算放大器NI的同相輸入端和第二運算放大器N2的反相輸入端均與第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端連接至第三二極體D3的陰極；第一運算放大器NI的輸出端通過第十電阻RlO連接至第三三極體Q3的基極，第三三極體Q3的發射極接地，第三三極體Q3的集電極連接至第四二極體D4的陰極；第四二極體D4的 陽極通過第十五電阻R15連接至第三二極體D3的陰極；第二運算放大器N2的輸出端通過第六電阻R6連接至第一三極體Ql的基極，第一三極體Ql的發射極接地，第一三極體Ql的集電極通過第八電阻R8連接至第二三極體Q2的基極；第七電阻R7的一端連接至第二三極體Q2的基極，第七電阻R7的另一端連接至第一電感LI與第一電阻Rl的連接端；第二三極體02的發射極連接至第一電感LI與第一電阻Rl的連接端；第二三極體02的集電極連接至第三二極體D3的陽極；第三二極體D3的陰極通過第九電阻R9輸出；第六電容C6的一端與第三二極體D3的陰極連接，第七電容C7與第六電容C6並聯連接；第一單刀雙擲開關SI的第一端和第二單刀雙擲開關S2的第一端均與第十四電阻R14的一端連接，第一單刀雙擲開關SI的第二端通過第十一電阻Rll接地，第一單刀雙擲開關SI的第三端通過第十二電阻R12接地，第二單刀雙擲開關S2的第二端通過第十三電阻R13接地，第二單刀雙擲開關S2的第三端懸空不接。其中，第九電阻R9可以為康銅絲。為了更進一步地說明本發明實施例提供的模擬電池主電路1，現詳述模擬電池主電路I的工作原理如下220V市電經變壓器Tl降壓後，得到12V左右的不穩定交流電壓，該電壓經整流濾波後輸出直流電壓，第一運算放大器NI、第二運算放大器N2、R1-R5、R16、C2構成穩壓電路，其輸出為穩定的5V電源，該電源提供給運算放大器第一運算放大器NI和第二運算放大器N2，作為第一運算放大器NI和第二運算放大器N2的電源使用。三端可調分流基準源D2的參考電壓輸入端為恆定的2. 5V，作為基準電壓經分壓後提供給第一運算放大器NI作比較用。電路的輸出電壓經R14與R11、R12、R13電阻分壓後反饋給第一運算放大器NI和第二運算放大器N2，從而控制第一三極體Ql和第三三極體Q3的導通狀態，使輸出電壓穩定在設定的值。可以通過調節第i^一電阻Rl I、第十二電阻Rl2和第十三電阻Rl3來設定驅動電池保護電路動作的過充電壓，過放電壓和正常工作電壓。通過第一單刀雙擲開關SI和第二單刀雙擲開關S2可以在三個輸出電壓間切換。E+和E-表示電池的正極和負極。該電路用變壓器隔離，可以輕鬆模擬多級電池的串聯，只需把上一路的E+和下一路的E-相連即可。做到每一級互不影響。可以根據實際需要得到不同路數的電池組。控制電路2包括第一控制電路和第二控制電路，第一控制電路主要作用是產生一系列脈衝信號；第二控制電路主要是用來切換正常、過充、過放三個電壓點，同時顯示目前是哪一路在測試。如圖3所示，第一控制電路包括第二計數器U2、第三計數器U3、第七計數器U7、第八計數器U8、模擬電子開關U4、多諧振蕩器U5及其外圍電路；多諧振蕩器U5包括14個引腳，第I引腳通過第八電容CS與第3引腳連接，第2引腳通過第十六電阻R16與第3引腳連接，第6、14引腳接電源VCC，第4、5、7、8、9、12引腳接地，第11、13懸空不接，第10引腳通過第十七電阻R17接地，第九電容C9與第十七電阻R17並聯連接；第二計數器U2包括16個引腳，模擬電子開關U4包括14個引腳，第三計數器U3包括16個引腳，第二計數器U2的第3引腳懸空不接，第二計數器U2的第14引腳與多諧振蕩器U5的第10引腳連接，第二計數器U2的第16引腳接電源VCC，第二計數器U2的第8引腳接地；第二計數器U2的第13引腳與模擬電子開關U4的第13引腳連接；模擬電子開關U4的第I引腳通過第十八電阻R18接地，第十電容ClO與第十八電阻R18並聯連接；模擬電子開關U4的14引腳連接電源 VCC，模擬電子開關U4的第7引腳接地；第三計數器U3的第8引腳接地，第三計數器U3的第16引腳連接至電源VCC，第三計數器U3的第15引腳連接至第二計數器U2的第15引腳，第三計數器U3的第15引腳還通過開關S連接至電源VCC，第三計數器U3的第11、13引腳均連接至模擬電子開關U4的第5引腳，第八二極體D8的陽極連接至電源VCC，第八二極體D8的陰極通過依次串聯連接的第i^一電容Cll和第十九電阻R19接地；第^^一電容Cll和第十九電阻R19的串聯連接端還與第三計數器U3的第15引腳連接；第七計數器U7和第八計數器U8均包括16個引腳，第七計數器U7和第八計數器U8的第3引腳、12引腳均懸空，第8引腳接地，第16引腳接電源VCC，第七計數器U7的第11引腳、13引腳連接至模擬電子開關U4的第6引腳，第七計數器U7的第14引腳接至模擬電子開關U4的第4引腳和第10引腳，第七計數器U7的第15引腳接至第三計數器U3的第15引腳；第八計數器U8的第11引腳、13引腳接至模擬電子開關U4的第12引腳，第八計數器U8的第14引腳接至模擬電子開關U4的第8腳，第八計數器U8的第15引腳接至第三計數器U3的第15引腳。為了更進一步地說明本發明實施例提供的第一控制電路，現詳述其工作原理如下CS和R16設定了多諧振蕩器的振蕩頻率，可以通過調節R16來調節計數的時鐘頻率。當開關S按下後，所有的計數器清零端都置為高，於是所有計數器都復位，各輸出端輸出為低。當開關彈起後，第二計數器U2的11腳輸出為低，這樣，13腳輸入為低，第二計數器U2處於計數狀態。同時模擬電子開關U4的13腳輸出為低，多諧振蕩器U5開始振蕩,U5的10腳輸出時鐘信號，該時鐘信號送到第二計數器U2，此時第二計數器U2開始計數。當計數到11腳輸出為高的時候，這時第二計數器U2的13腳輸入也為高，於是第二計數器U2將禁止計數，保持當前狀態，第二計數器U2的11腳輸出始終為高，於是模擬電子開關U4的13腳輸入為高，I腳和2腳開通，此時計數器第三計數器U3的14腳被加入時鐘信號開始計數。當第三計數器U3計數到兒腳輸出為高的時候，這時第三計數器U3的13腳輸入為高，於是第三計數器U3禁止計數，保持當前狀態，11腳輸出始終為高，於是模擬電子開關U4的5腳輸入為高，3腳和4腳開通，此時計數器第七計數器U7的14腳被加入時鐘信號開始計數。當第七計數器U7計數到11腳輸出為高的時候，這時第七計數器U7的13腳輸入為高，於是第七計數器U7禁止計數，保持當前狀態，11腳輸出始終為高，於是模擬電子開關U4的6腳輸入為高，8腳和9腳開通，此時計數器第八計數器U8的14腳被加入時鐘信號開始計數。這樣第二計數器U2、第三計數器U3、第七計數器U7、第八計數器U8可以控制32個繼電器工作，如果要控制更多的繼電器，可以將下一路計數器的11腳接到上一路模擬電子開關上，用來給下一路計數器開通時鐘信號，這樣依次接下去，可以接任意多片計數器控制任意多個繼電器。如圖4所示，第二控制電路主要是用來切換正常、過充、過放三個電壓點，同時也可以顯示目前是哪一路在測試。所述第二控制電路具體包括達林頓電晶體陣列U1、第一繼電器兒、第二繼電器J2、第三繼電器J3、第四繼電器J4、第五繼電器J5、第六繼電器J6、第七繼電器J7、第八繼電器J8、正常電阻、過充電阻以及過放電阻；達林頓電晶體陣列Ul包括18個引腳，第I引腳通過第二十電阻R20連接至第九發光二極體D9的陽極，第2引腳通過第二十一電阻R21連接至第十發光二極體DlO的陽極，第3引腳通過第二十二電阻R22連接至第十一發光二極體Dll的陽極，第4引腳通過第二十三電阻R23連接至第十二發光二極體D12的陽極，第5引腳通過第二十四電阻R24連接至第十三發光二極體D13的陽極，第6引腳通過第二十五電阻R25連接至第十四發光二極體D14的陽極，第7引腳通過第二十六電阻R26連接至第十五發光二極體D15的陽極，第8引腳通過第二十七電阻R27連接至第十六發光二極體D16的陽極，第九發光二極體D9的陰極、第十發光二極體DlO的陰極、第十一發光二極體Dll的陰極、第十二發光二極體D12的陰極、第十三發光二極體D13的陰極、第十四發光二極體D14的陰極、第十五發光二極體D15的陰極和第十六發光二極體D16的陰極均接地；達林頓電晶體陣列Ul的第9引腳接地，達林頓電晶體陣列Ul的第10引腳接電源VCC，達林頓電晶體陣列Ul的第11引腳連接至第八繼電器J8的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第12引腳連接至第七繼電器J7的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第13引腳連接至第六繼電器J6的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第14引腳連接至第五繼電器J5的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第15引腳連接至第四繼電器J4的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第16引腳連接至第三繼電器J3的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第17引腳連接至第二繼電器J2的第I引腳，達林頓電晶體陣列Ul的第18引腳連接至第一繼電器Jl的第I引腳；第一繼電器Jl的第8引腳通過所述過充電阻接地，第一繼電器Jl的第6引腳連接至第二繼電器J2的第4引腳，第一繼電器Jl的第4引腳接P1，第一繼電器Jl的第16引腳接電源VCC，第一繼電器Jl的第9、11、13引腳均懸空不接；第二繼電器J2的第6引腳通過所述正常電阻接地，第二繼電器J2的第8引腳通過所述過放電阻接地，第二繼電器J2的第16引腳接電源VCC，第二繼電器J2的第9、11、13引腳均懸空不接；第三繼電器J3的第8引腳通過所述過充電阻接地，第三繼電器J3的第6引腳連接至第四繼電器J4的第4引腳，第三繼電器J3的第4引腳接P2，第三繼電器J3的第16引腳接電源VCC，第三繼電器J3的第9、11、13引腳均懸空不接；第四繼電器J4的第8引腳通過所述過放電阻接地，第四繼電器J4的第6引腳通過所述正常電阻接地，第四繼電器J4的第16引腳接電源VCC，第四繼電器J4的第9、11、13引腳均懸空不接；第五繼電器J5的第8引腳通過所述過充電阻接地，第五繼電器J5的第6引腳連接至第六繼電器J6的第4引腳，第五繼電器J5的第4引腳接P3，第五繼電器J5的第16引腳接電源VCC，第五繼電器J5的第9、11、13引腳均懸空不接；第六繼電器J6的第8引腳通過所述過放電阻接地，第六繼電器J6的第6引腳通過所述正常電阻接地，第五繼電器J5的第16引腳接電源VCC，第六繼電器J6的第9、11、13引腳均懸空不接；第七繼電器J7的第8引腳通過所述過充電阻接地，第七繼電器J7的第6引腳連接至第八繼電器J8的第4引腳，第七繼電器J7的第4引腳接P4，第七繼電器J7的第16引腳接電源VCC，第七繼電器J7的第9、11、13引腳均懸空不接；第八繼電器J8的第8引腳通過所述過放電阻接地，第八繼電器J8的第6引腳通過正常電阻接地，第八繼電器J8的第16引腳接電源VCC，第八繼電器J8的第9、11、13引腳均懸空不接。此圖中P1、P2、P3、P4分別對應接到每一路模擬電池主電路中單刀雙擲開關的動端。為了更進一步地說明本發明實施例提供的第二控制電路，現詳述其工作原理如下Jl J8為繼電器，通過達林頓電晶體陣列Ul來驅動繼電器工作，Pl P4分別接在每一路模擬電池主電路單刀雙擲開關的位置，此電路中繼電器就是模擬電池主電路中的 單刀雙擲開關，達林頓電晶體Ul的I腳 8腳同時分別接到第一控制電路中計數器的輸出端。正常情況下每一路模擬電池主電路的單刀雙擲開關接通標號為「正常」的電阻，同時點亮所有發光二極體，當第一個觸發信號到來時繼電器動作，此時第一路模擬電池主電路單刀雙擲開關接通標號為「過充」的電阻，當第二個觸發信號到來時第一路模擬電池主電路單刀雙擲開關接通標號為「過放」的電阻，這樣一個達林頓電晶體陣列Ul可以驅動8個繼電器工作，8個繼電器可以切換4路模擬電池電路工作。若需要更多串模擬電池電路工作只需要把此電路加以複製按順序接入主電路既可。如圖5所示，所述顯示電路包括第二整流橋D5、第二電感L2，三端穩壓器U6、第十電容C10、第^^一電容C11、第十二電容C12、第三十電阻R30、第三^^一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第六發光二極體D6和第七發光二極體D7 ；三端穩壓器U6的輸入端Vin通過第二電感L2與第二整流橋D5連接，三端穩壓器U6的輸入端Vin端還通過第十電容ClO接地，第i^一電容Cll與第十電容ClO並聯連接；三端穩壓器U6的輸出端Vout連接至電池保護板的放電負端D-，三端穩壓器U6的輸出端Vout還通過第一電容C12接地，第三i^一電阻R31和第三十電阻R30依次串聯連接在三端穩壓器U6的輸出端Vout與地之間，第三i^一電阻R31和第三十電阻R30的串聯連接端還與三端穩壓器U6的地端GND連接；第六發光二極體D6的陰極接地，第六發光二極體D6的陽極通過第三十二電阻R32連接電池保護板的充電負端C-;第七發光二極體D7的陰極接地，第六發光二極體D6的陽極通過第三十三電阻R33連接至電池保護板的電池負端
B~o為了更進一步地說明本發明實施例提供的顯示電路3，現詳述其工作原理如下12V經整流濾波後輸入到三端穩壓器U6，由三端穩壓器U6輸出穩定的電壓。B-、C-、D-分別對應接到電池保護板上面的電池負端、充電負端、放電負端的三根線。如果電池保護板功能正常，在接收到不同的電壓信號時將會有不同的反應，通過開通或者關斷電池保護板上的功率MOSFET來控制對電池的充放電。這樣在正常工作狀態時，兩個發光二極體都會點亮，當處於過充保護或過放保護時，相應的發光二極體就會滅掉。這樣就可以很方便地判讀出測試結果。
在本發明實施例中，該模擬電 池電路具有測試速度快、精度高等優點，用該模擬電池電路測試電池保護板的結果和用真實電池測試的結果幾乎一樣，完全可以取代真實電池對電池保護板進行測試。原先用真實電池測試一塊電池保護電路板需要花費半天甚至一天，而用模擬電池測試一塊電池保護電路板僅需I 2分鐘。大大提高了效率。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路，其特徵在於，包括 模擬電池主電路，用於模擬鋰電池的充放電特性； 控制電路，與所述模擬電池主電路連接，用於實現自動化測試；以及 顯示電路，與所述模擬電池主電路連接的；用於顯示測試結果。
2.如權利要求I所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述模擬電池主電路包括變壓器、第一整流橋、第一電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容和第七電容，第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第三二極體、第四二極體、三端可調分流基準源、第一三極體、第二三極體、第三三極體、第一運算放大器、第二運算放大器、第一單刀雙擲開關和第二單刀雙擲開關； 第一整流橋和變壓器的副邊連接，第一電阻的一端通過第一電感與第一整流橋連接，第一電容的一端與所述第一電阻和所述第一電感的連接端連接，所述第一電容的另一端接地；所述第一電阻的另一端通過依次串聯連接的第二電阻和第三電阻接地，第二電容的一端與所述第一電阻的另一端連接，第二電容的另一端與第二電阻和第三電阻的串聯連接端連接； 三端可調分流基準源的陰極連接至第一電阻的另一端，三端可調分流基準源的陽極接地，三端可調分流基準源的參考電壓輸入端與第二電容的另一端連接； 第三電容的一端與第一電阻的另一端連接，第三電容的另一端接地；第四電容與第三電容並聯連接； 第一運算放大器的反相輸入端通過第四電阻連接至第二電阻和第三電阻的串聯連接端，第一運算放大器的反相輸入端還通過依次串聯連接的第十六電阻和第五電阻接地；第五電容與第五電阻並聯連接；第十六電阻和第五電阻的串聯連接端與第二運算放大器的同相輸入端連接；第一運算放大器的同相輸入端和第二運算放大器的反相輸入端均與第十四電阻的一端連接，第十四電阻的另一端連接至第三二極體的陰極；第一運算放大器的輸出端通過第十電阻連接至第三三極體的基極，第三三極體的發射極接地，第三三極體的集電極連接至第四二極體的陰極；第四二極體的陽極通過第十五電阻連接至第三二極體的陰極；第二運算放大器的輸出端通過第六電阻連接至第一三極體的基極，第一三極體的發射極接地，第一三極體的集電極通過第八電阻連接至第二三極體的基極；第七電阻的一端連接至第二三極體的基極，第七電阻的另一端連接至第一電感與第一電阻的連接端；第二三極體的發射極連接至第一電感與第一電阻的連接端；第二三極體的集電極連接至第三二極體的陽極；第三二極體的陰極通過第九電阻輸出；第六電容的一端與第三二極體的陰極連接，第七電容與第六電容並聯連接； 第一單刀雙擲開關的第一端和第二單刀雙擲開關的第一端均與第十四電阻的一端連接，第一單刀雙擲開關的第二端通過第i^一電阻接地，第一單刀雙擲開關的第三端通過第十二電阻接地，第二單刀雙擲開關的第二端通過第十三電阻接地，第二單刀雙擲開關的第三端懸空不接。
3.如權利要求2所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述第九電阻為鐮銅絲。
4.如權利要求I所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述控制電路包括用於產生脈衝信號的第一控制電路以及用於切換正常、過充、過放三個電壓點並實時顯示測試電路的第二控制電路。
5.如權利要求4所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述第一控制電路包括第二計數器、第三計數器、第七計數器、第八計數器、模擬電子開關、多諧振蕩器及其外圍電路； 多諧振蕩器包括14個引腳，第I引腳通過第八電容與第3引腳連接，第2引腳通過第十六電阻與第3引腳連接，第6、14引腳接電源，第4、5、7、8、9、12引腳接地，第11、13懸空不接，第I O引腳通過第十七電阻接地，第九電容與第十七電阻並聯連接； 第二計數器包括16個引腳，模擬電子開關包括14個引腳，第三計數器包括16個引腳，第二計數器的第3引腳懸空不接，第二計數器的第14引腳與多諧振蕩器的第10引腳連接，第二計數器的第16引腳接電源，第二計數器的第8引腳接地；第二計數器的第13引腳與模擬電子開關的第13引腳連接；模擬電子開關的第I引腳通過第十八電阻接地，第十電容與第十八電阻並聯連接；模擬電子開關的第14引腳連接電源，模擬電子開關的第7引腳接地；第三計數器的第8引腳接地，第三計數器的第16引腳連接至電源，第三計數器的第15引腳連接至第二計數器的第15引腳，第三計數器的第I 5引腳還通過開關連接至電源，第三計數器的第11、13引腳均連接至模擬電子開關的第5引腳，第八二極體的陽極連接至電源，第八二極體的陰極通過依次串聯連接的第十一電容和第十九電阻接地；第十一電容和第十九電阻的串聯連接端還與第三計數器的第15引腳連接； 第七計數器和第八計數器均包括16個引腳，第七計數器和第八計數器的第3引腳、12引腳均懸空，第8引腳接地，第16引腳接電源，第七計數器的第11引腳、13引腳連接至模擬電子開關的第6引腳，第七計數器的第14引腳接至模擬電子開關的第4引腳和第10引腳，第七計數器的第15引腳接至第三計數器的第15引腳；第八計數器的第11引腳、13引腳接至模擬電子開關的第12引腳，第八計數器的第14引腳接至模擬電子開關的第8腳，第八計數器的第15引腳接至第三計數器的第15引腳。
6.如權利要求4所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述第二控制電路具體包括達林頓電晶體陣列、第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器、第五繼電器、第六繼電器、第七繼電器、第八繼電器、正常電阻、過充電阻以及過放電阻； 達林頓電晶體陣列包括18個引腳，第I引腳通過第二十電阻連接至第九發光二極體的陽極，第2引腳通過第二十一電阻連接至第十發光二極體的陽極，第3引腳通過第二十二電阻連接至第十一發光二極體的陽極，第4引腳通過第二十三電阻連接至第十二發光二極體的陽極，第5引腳通過第二十四電阻連接至第十三發光二極體的陽極，第6引腳通過第二十五電阻連接至第十四發光二極體的陽極，第7引腳通過第二十六電阻連接至第十五發光二極體的陽極，第8引腳通過第二十七電阻連接至第十六發光二極體的陽極，第九發光二極體的陰極、第十發光二極體的陰極、第十一發光二極體的陰極、第十二發光二極體的陰極、第十三發光二極體的陰極、第十四發光二極體的陰極、第十五發光二極體的陰極和第十六發光二極體的陰極均接地； 達林頓電晶體陣列的第9引腳接地，達林頓電晶體陣列的第10引腳接電源，達林頓電晶體陣列的第11引腳連接至第八繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第12引腳連接至第七繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第13引腳連接至第六繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第14引腳連接至第五繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第15引腳連接至第四繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第16引腳連接至第三繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第I 7引腳連接至第二繼電器的第I引腳，達林頓電晶體陣列的第18引腳連接至第一繼電器的第I引腳； 第一繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第一繼電器的第6引腳連接至第二繼電器的第4引腳，第一繼電器的第4引腳接P1，第一繼電器的第16引腳接電源，第一繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第二繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第二繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第二繼電器的第16引腳接電源VCC，第二繼電器的第.9、兒、13引腳均懸空不接；第三繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第三繼電器的第6引腳連接至第四繼電器的第4引腳，第三繼電器的第4引腳接P2，第三繼電器的第16引腳接電源，第三繼電器的第9、1 1、13引腳均懸空不接；第四繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第四繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第四繼電器的第16引腳接電源，第四繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第五繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第五繼電器的第6引腳連接至第六繼電器的第4引腳，第五繼電器的第4引腳接P3，第五繼電器的第16引腳接電源，第五繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第六繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第六繼電器的第6引腳通過所述正常電阻接地，第五繼電器的第16引腳接電源VCC，第六繼電器的第9、11、13引腳均懸空不接；第七繼電器的第8引腳通過所述過充電阻接地，第七繼電器的第6引腳連接至第八繼電器的第4引腳，第七繼電器的第4引腳接P4，第七繼電器的第16引腳接電源，第七繼電器的第9、兒、13引腳均懸空不接；第八繼電器的第8引腳通過所述過放電阻接地，第八繼電器的第6引腳通過正常電阻接地，第八繼電器的第I 6引腳接電源，第八繼電器的第9、11,13引腳均懸空不接。
7.如權利要求I所述的模擬電池電路，其特徵在於，所述顯示電路包括第二整流橋、第二電感，三端穩壓器、第十電容、第i 電容、第十二電容、第三十電阻、第三i 電阻、第三十二電阻、第三十三電阻、第六發光二極體和第七發光二極體； 三端穩壓器的輸入端通過第二電感與第二整流橋連接，三端穩壓器的輸入端還通過第十電容接地，第十一電容與第十電容並聯連接； 三端穩壓器的輸出端連接至電池保護板的放電負端，三端穩壓器的輸出端還通過第一電容接地，第三十一電阻和第三十電阻依次串聯連接在三端穩壓器的輸出端與地之間，第三十一電阻和第三十電阻的串聯連接端還與三端穩壓器的地端連接；第六發光二極體的陰極接地，第六發光二極體的陽極通過第三十二電阻連接電池保護板的充電負端；第七發光二極體的陰極接地，第六發光二極體的陽極通過第三十三電阻連接至電池保護板的電池負端。
全文摘要
本發明公開了一種用於測試鋰電池保護電路的模擬電池電路，該模擬電池電路包括用於模擬鋰電池的充放電特性的模擬電池主電路，與所述模擬電池主電路連接並用於實現自動化測試的控制電路，以及與所述模擬電池主電路連接的並用於顯示測試結果的顯示電路。在本發明中，該模擬電池電路具有測試速度快、精度高等優點，用該模擬電池電路測試電池保護板的結果和用真實電池測試的結果幾乎一樣，完全可以取代真實電池對電池保護板進行測試。原先用真實電池測試一塊電池保護電路板需要花費半天甚至一天，而用模擬電池測試一塊電池保護電路板僅需1～2分鐘；大大提高了效率。
文檔編號G01R1/28GK102928635SQ201210430508
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者李加取, 李迪伽, 元金皓, 謝永梁, 陳建功, 韓可 申請人:深圳市振華微電子有限公司