電池電壓平衡電路測試電路結構的製作方法
2023-05-09 08:05:31 1
專利名稱：電池電壓平衡電路測試電路結構的製作方法
技術領域：
電池電壓平衡電路測試電路結構技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種電池電壓平衡電路測試電路結構，尤其涉及一種以儲能組件作為電池電壓平衡的電池電壓平衡電路測試電路結構。
背景技術：
[0002]請參見圖1，為現有常見的晶片測試的電路示意圖。晶片10具有多個管腳11，以接收/輸出信號。為了確認出廠的晶片10的功能均為正常，晶片10於封裝後會進行測試， 以確保晶片10的功能正常。一般而言，為了節省測試所需的時間，會以電源供應器20提供操作模擬信號Ste至晶片10的其中一個或多個管腳11，以模擬晶片10操作時的信號環境， 然後對其他的管腳11測試，以確認管腳11的信號或準位符合晶片規格。而電源供應器20 內部具有等效的供電電源21及放電電源22，使操作模擬信號Ste的信號準位可以維持在預定的操作範圍內。如此，晶片10不需實際應用到電路上即可經測試來確認功能。[0003]雖然大部分的晶片均可用述的測試方式來進行晶片測試，然而對於一些較為特殊的應用環境，電源供應器並無法正確的模擬操作環境。這造成若需確認晶片的功能，需實際將晶片應用到電路上以進行電路實際操作來確認。如此，晶片的測試時間會拉長，不利於晶片測試成本的下降及控制。實用新型內容[0004]鑑於現有技術中的一些特殊應用環境無法以電源供應器模擬，造成測試時間的耗費或無法掌控。本實用新型將晶片應用與實際操作電路相同的測試電路，並以電源供應器提供量測信號，以模擬不同的應用環境來測試晶片。尤其應用於電池模塊的應用環境時，不需將電池實際進行充放電，即可模擬充放電後的應用環境來驗證晶片的功能是否正常。[0005]為達上述的目的，本實用新型提供了一種電池電壓平衡電路測試電路結構，包含一第一電池、一第二電池、一儲能組件、一平衡開關、一電壓平衡控制器以及一電壓調節阻抗組件。第一電池，具有一第一正端及一第一負端；第二電池，具有一第二正端及一第二負端，第二正端耦接第一負端。儲能組件的一端耦接第一負端及第二正端的一連接點。平衡開關耦接於第一正端及第二負端之間，用以進行切換使儲能組件與第一電池或第二電池形成一電流迴路。電壓平衡控制器具有多個功能管腳，其中多個功能管腳中具有一電壓檢測管腳，用以檢測第一負端及第二正端的連接點，以根據第一電池及第二電池的電壓控制平衡開關的切換，使儲能組件將第一電池及第二電池其中的一電池的的能量儲存於儲能組件， 並將能量釋放至其中另一電池。電壓調節阻抗組件，耦接於電壓檢測管腳與第一負端及第二正端的連接點，使得電壓檢測管腳可接收一量測信號，以進行多個功能管腳的其他管腳的功能測試。[0006]所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，該量測信號由直接連接該電壓檢測管腳的一電源供應器所提供。[0007]所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，該儲能組件為一電感。[0008]所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，該平衡開關包含串聯的一 P型金氧半場效電晶體以及一N型金氧半場效電晶體。[0009]以上的概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本實用新型的申請專利範圍。而有關本實用新型的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。
[0010]圖1為現有常見的晶片測試的電路示意圖。[0011]圖2A為能應用本實用新型的電池電壓平衡電路測試電路結構示意圖。[0012]圖2B及圖2C分別為圖2A的電池電壓平衡電路測試電路結構進行儲能與釋能的電流迴路示意圖。[0013]圖3A為以電源供應器模擬不同電池電壓進行電壓平衡控制器的功能驗證的示意圖。[0014]圖;3B及圖3C分別為圖3A的電池電壓平衡電路測試電路結構進行儲能與釋能的電流迴路示意圖。[0015]請參見圖4為根據本實用新型的電池電壓平衡電路測試電路結構的一較佳實施例的電路示意圖。[0016]附圖標記[0017]現有技術[0018]晶片10[0019]管腳11[0020]電源供應器20[0021]模擬信號Me[0022]供電電源21[0023]放電電源22[0024]本實用新型[0025]電壓平衡控制器100[0026]電源供應器120A、120B、120[0027]平衡開關130[0028]電池模塊140[0029]第一電池Celll[0030]第二電池Cel 12[0031]充電電源VIN[0032]P型金氧半場效電晶體Ml[0033]N型金氧半場效電晶體M2[0034]儲能組件L[0035]電位信號DET[0036]儲能電流Bc[0037]釋能電流Bd[0038]電壓調節阻抗組件R[0039]量測信號DET，具體實施方式
[0040]請參見圖2A，為能應用本實用新型的電池電壓平衡電路測試電路結構示意圖。電池模塊140具有串聯的一第一電池Celll及一第二電池Cell2，第一電池Celll的負端耦接第二電池Cell2的正端，以提供兩倍的電池電壓。電池模塊140中的第一電池Celll及第二電池Cell2均為可充式的電池，通過施予一充電電源VIN即可對電池模塊140進行充電。為確保第一電池Celll及第二電池Cell2的電池電壓一致以避免電池電壓不一致所造成的電池使用時間下降，可利用一電壓平衡控制器100來檢測第一電池Celll及第二電池 Cell2的電池電壓差，並據此對第一電池Celll及第二電池Cell2進行平衡動作，以拉近第一電池Celll及第二電池Cel 12的電池電壓。[0041]電壓平衡控制器100耦接於第一電池Celll的正端及第二電池Cell2的負端，由電池模塊140提供電壓平衡控制器100操作所需的電力。電壓平衡控制器100具有多個功能管腳，其中之一的管腳為一電壓檢測管腳，耦接第一電池Celll的負端及第二電池Cell2 的正端的連接點，以接收連接點的一電位信號DET來判斷第一電池Celll及第二電池Cell2 的電池電壓何者為高何者為低。平衡開關130耦接於第一電池Celll的正端及第二電池 Cell2的負端之間，具有串聯的P型金氧半場效電晶體Ml及N型金氧半場效電晶體M2。儲能組件L的一端耦接P型金氧半場效電晶體Ml及N型金氧半場效電晶體M2的連接點，另一端耦接第一電池Celll的負端及第二電池Cell2的正端的連接點。在本實施例中，儲能組件L為一電感。電壓平衡控制器100會依據電位信號DET來控制平衡開關130的切換， 使將第一電池Celll及第二電池Cell2中具有較高電池電壓的電池進行放電至儲能組件L 中儲存。然後將儲能組件L所儲存的電力釋放至第一電池Celll及第二電池Cell2中具有較低電池電壓的電池中儲存。如此，即可逐漸拉近第一電池Celll及第二電池Cell2的電池電壓直至一致或電壓差小於一預定值之內。[0042]接著請參見圖2B及圖2C，為圖2A的電池電壓平衡電路測試電路結構進行儲能與釋能的電流迴路示意圖。在此以第一電池Celll的電池電壓高於第二電池Cel 12的電池電壓為例進行說明。首先，參見圖2B，電壓平衡控制器100導通平衡開關130中的P型金氧半場效電晶體M1，並關斷N型金氧半場效電晶體M2。此時，P型金氧半場效電晶體Ml、儲能組件L及第一電池Celll形成儲能的電流迴路，使第一電池Celll提供一儲能電流Hic以釋放部分電力至儲能組件L儲存。然後，參見圖2C，電壓平衡控制器100導通平衡開關130 中的N型金氧半場效電晶體M2，並關斷P型金氧半場效電晶體Ml。此時，N型金氧半場效電晶體M2、儲能組件L及第二電池Cell2形成儲能的電流迴路，使儲能組件L提供一釋能電流Hid以釋放所儲存的電力至第二電池Cell2儲存。[0043]根據現有技術中的晶片測試的說明，會以電源供應器120A、120B分別模擬第一電池Celll及第二電池Cell2，參見圖3A，以模擬不同電池電壓時，電壓平衡控制器100的功能是否能正常。然而，對於電路中的儲能組件L的儲能與釋能動作過程瞬時能量大幅的傳遞，電源供應器120A、120B受限於驅動能力、瞬態響應的速度，並無法完全與電池的反應一致，這會造成電壓平衡控制器100的功能驗證錯誤。接下來，以圖:3B及圖3C的電池電壓平衡電路測試電路結構進行儲能與釋能的電流迴路示意圖來說明。在此仍以第一電池Celll的電池電壓高於第二電池Cel 12的電池電壓為例。[0044]首先，參見圖3B，電壓平衡控制器100導通平衡開關130中的P型金氧半場效電晶體Ml，並關斷N型金氧半場效電晶體M2。此時，P型金氧半場效電晶體Ml、儲能組件L及電源供應器120A形成儲能的電流迴路，使電源供應器120A提供一儲能電流Hic以釋放部分電力至儲能組件L儲存。儲能電流H1C的大小由小逐漸升高。然後，參見圖3C，電壓平衡控制器100導通平衡開關130中的N型金氧半場效電晶體M2，並關斷P型金氧半場效電晶體Ml。此時，N型金氧半場效電晶體M2、儲能組件L及電源供應器120B形成儲能的電流迴路。此時儲能組件L會通過新形成的電流迴路續流。而且，由於此時釋能電流Ihd會由高的電流值逐漸下降，故於金氧半場效電晶體M2剛導通的瞬間，儲能組件L釋放能量的速率最大，使得電源供應器120B無法吸收這股能量而造成電位信號DET的突然上升。這種現象將造成電壓平衡控制器100的誤判及誤動作，使電壓平衡控制器100的功能驗證失敗。[0045]不使用電源供應器120A、120B而直接使用電池來進行電壓平衡控制器100的功能驗證(請參見圖2A)，雖然可以得到電壓平衡控制器100正確的功能驗證結果。但是，為了驗證不同的第一電池Celll與第二電池Cell2的電池電壓組合，也需要置換不同的第一電池Celll與第二電池Cell2 ；或者對第一電池Celll和第二電池Cell2充電和放電來改變電池電壓。這些過程都相當耗費測試時間。[0046]請參見圖4，為根據本實用新型的電池電壓平衡電路測試電路結構的一較佳實施例的電路示意圖。相較於圖2A，額外新增一電壓調節阻抗組件R，耦接於電壓平衡控制器 100的電壓檢測管腳與第一電池Celll的負端及第二電池Cell2的正端的連接點。如此，可通過一電源供應器120直接將一量測信號DET』直接輸入電壓平衡控制器100的電壓檢測管腳，使得在不置換第一電池Celll與第二電池Cell2或者對第一電池Celll和第二電池 Cell2充放電的情況下，提供不同量測信號DET』的準位來代替前述的電位信號DET，以進行電壓平衡控制器100的功能驗證。[0047]如上所述，本實用新型在上文中已以較佳實施例揭示，然所屬技術領域的普通技術人員應理解的是，該實施例僅用於描繪本實用新型，而不應解讀為限制本實用新型的範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效的變化與置換，均應設為涵蓋於本實用新型的範疇內。因此，本實用新型的保護範圍當以的權利要求所界定者為準。
權利要求1.一種電池電壓平衡電路測試電路結構，其特徵在於，包含一第一電池，具有一第一正端及一第一負端；一第二電池，具有一第二正端及一第二負端，該第二正端耦接該第一負端；一儲能組件，該儲能組件的一端耦接該第一負端及該第二正端的一連接點；一平衡開關，耦接於該第一正端及該第二負端之間，用以進行切換使儲能組件與該第一電池或該第二電池形成一電流迴路；一電壓平衡控制器，具有一多個功能管腳，其中該多個功能管腳中具有一電壓檢測管腳，用以檢測該第一負端及該第二正端的該連接點，以根據該第一電池及該第二電池的電壓控制該平衡開關的切換，使該儲能組件將該第一電池及該第二電池其中的一電池的能量儲存於該儲能組件，並將能量釋放至其中另一電池；以及一電壓調節阻抗組件，耦接於該電壓檢測管腳與該第一負端及該第二正端的該連接點，使得該電壓檢測管腳可接收一量測信號，以進行該多個功能管腳的其他管腳的功能測試O
2.根據權利要求1所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，其特徵在於，該量測信號由直接連接該電壓檢測管腳的一電源供應器所提供。
3.根據權利要求1或2所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，其特徵在於，該儲能組件為一電感。
4.根據權利要求2所述的電池電壓平衡電路測試電路結構，其特徵在於，該平衡開關包含串聯的一 P型金氧半場效電晶體以及一 N型金氧半場效電晶體。
專利摘要本實用新型提供了一種電池電壓平衡電路測試電路結構，包含一第一電池、一第二電池、一儲能組件、一平衡開關、一電壓平衡控制器以及一電壓調節阻抗組件。本實用新型於電壓平衡控制器的電壓檢測管腳與兩電池的連接點之間額外增加電壓調節阻抗組件，可在不置換電池或對之充放電的情況下，加入一量測信號至電壓檢測管腳，使電壓平衡控制器模擬不同的電池電壓時的操作，而達到驗證電壓平衡控制器的功能的優點。
文檔編號G01R31/28GK202256607SQ20112035478
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者徐獻松, 李韓霖 申請人:登豐微電子股份有限公司