電池檢測設備故障報警裝置的製作方法

2023-10-24 03:21:57 2

專利名稱：電池檢測設備故障報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池檢測領域。
背景技術：
鋰離子電池的電化學特性決定了過度充電會導致電池爆炸，而過度放電又會導致電池永久性損壞，為了避免上述問題，用戶實際使用的鋰離子電池均內置一保護電路，對鋰離子電池充電時若電池電壓已超過一預定值(例如4.26V)，保護電路自動切斷充電迴路；而當鋰離子電池放電時若電池電壓小於一預定值(例如3.60V)，保護電路自動切斷放電迴路。採用上述保護措施後，用戶可隨時對鋰離子電池進行充電或放電。
鋰離子電池生產廠家也需要對生產出的鋰離子電池進行充放電(生產工序要求鋰離子電池生產出來後必須經過2-4次充放電)，但此時的鋰離子電池並沒有保護電路的保護，若生產廠家的測試設備對鋰離子電池過充，則會導致電池爆炸；若測試設備對鋰離子電池過放，又會導致電池永久性損壞。
目前鋰離子電池生產廠家的測試設備普遍存在上述問題，為了避免電池爆炸造成的傷害，鋰離子電池測試設備普遍採用防爆簾對爆炸進行隔離，而過放造成的電池永久性損壞則只能將該批電池作廢，該問題嚴重困擾者鋰離子電池生產廠商。
為了進一步解決上述問題，鋰電池測試設備生產廠商已普遍在測試設備上增加了過充保護和過放保護，由測試設備內的微處理器按預先定義的算法檢測是否過充或過放，若出現過充或過放時自動切斷充放電迴路，若出現硬體故障導致無法切斷充放電迴路時，設備的嚴重故障指示燈發出聲光報警，提醒工人立即關閉測試設備電源。
然而，由於微處理器要處理的功能越來越多，固化在微處理器中的軟體的規模也越來越複雜，而複雜的程序始終存在死機的隱患。同時，由於微處理器的主頻越來越高，外來幹擾導致微處理器進入死循環的可能性也一直存在，出現上述兩種情況時，由於微處理器工作不正常，基於微處理器的故障診斷及預警就失去意義。
另一方面，任何微處理器工作時均需要穩定的工作電壓，當系統電壓下降到一定程度後，微處理器將不再工作，但此時測試設備的充放電迴路未必會斷開，出現這種情況時也會導致故障診斷和預警失效。
發明目的本實用新型的目的是提供一種更有效的檢測設備，該檢測設備在微處理器出現故障時仍能有效控制電池的充放電。
本實用新型所述的電池檢測設備故障報警裝置，包含微處理器，定時器的一端與微處理器電連接，另一端與電子開關電連接，電子開關的另一端連一報警器。
參看圖1，自動報警裝置由定時模塊、電子開關及報警器組成，定時模塊包含一個輸出引腳，超時後定時模塊的輸出引腳電平會反轉(即若定時模塊超時前輸出引腳為低電平，超時後輸出引腳為高電平)。
定時模塊同時包含一個輸入引腳，為了避免定時模塊超時，可以在輸入引腳上輸入周期性信號，當定時模塊檢測到輸入引腳上出現高→低→高的變化波形後，定時模塊重新開始計時。顯然，只要周期性信號的周期小於定時模塊的定時時長，則定時模塊不會超時，從而避免定時模塊輸出電平反轉。
定時模塊的輸入引腳連接到微處理器的一個輸出引腳，微處理器正常運行時輸出一個周期性的方波信號，該方波信號輸入到定時模塊後，如方波信號周期小於定時模塊周期，則在微處理器正常工作狀況下可保證定時模塊輸出電平不反轉，從而報警器不報警。
電子開關連接到定時模塊的輸出引腳，當定時模塊輸出引腳的狀態變化時，電子開關的狀態也相應變化。
報警器可發出聲光報警以提醒顧客，報警器連接到電子開關上，電子開關閉合時，報警器報警；電子開關斷開時，報警器停止報警。
定時模塊的輸出引腳連接到電子開關，輸出引腳電平高低的變化以控制電子開關開閉的狀態。電子開關吸合時，電源電壓施加到報警器兩端，驅動報警器聲光報警；電子開關斷開，不再有電流流過報警器，報警停止。
由於本專利是由電池檢測設備的微處理器輸出方波的周期控制報警器的報警，當微處理器在異常狀態時，微處理器不輸出方波，致定時器輸出引腳電平反轉而致報警器報警，從而可避免微處理器運行異常導致電池過充或過放。


圖1為本實用新型的原理圖；圖2為本實用新型的具體實施方式
；圖3為本實用新型的另一種實施方式。
具體實施方式
如圖1所示，本發明的定時模塊可以多種方式實現(一)採用WatchDog(看門狗)晶片實現其中WDI為輸入引腳，若微處理器在WDI上施加周期性信號(信號周期小於1.6秒)時，輸出引腳持續輸出低電平；若施加在WDI上的信號不再具有周期性(即保持同一電平超過1.6秒)，WatchDog的輸出引腳自動輸出高電平。
(二)採用單片機實現單片機運行後首先輸出Low電平，然後自動計時，當時間超過預先設定的時間間隔後，輸出High電平；在計時過程中，持續檢測輸入引腳的狀態，若檢測到Hihg→Low→High的變化，則清除計時器，重新開始計時。
單片機運行後首先輸出Low電平並將定時計數器清零，隨著時間的推移，定時計數器的值會逐漸增加，當定時計數器的值累計到超過1.6秒，則輸出High電平。在定時計數器累加期間，單片機同時會檢測輸入PIN的狀態，若輸入引腳檢測到High→Low→High的變化，則清空定時計數器(即定時計數器重新開始計時)。
本專利的電子開關也可以多種方式實現(一)採用繼電器或電磁吸鐵實現當繼電器A端存在電壓差時，和A端相連接的線圈產生磁場，吸合B端的金屬觸點，B端的電子開關被吸合；當施加在A段的電壓差消失後，和A端相連接的線圈不再產生磁場，B端的金屬觸點被釋放，B端的電子開關斷開。
圖2為採用繼電器方案的實現示意圖，當定時器輸出Low電平時，繼電器A端不存在電壓差，A端的線圈不會產生磁場，因此B端的觸點開關處於斷開狀態；當定時器輸出High電平時，繼電器A端存在5V的電壓差，A端的線圈會產生磁場，從而吸合B端的觸點開關。當B點的觸點開關閉合時，電源電壓直接施加到報警器兩端，驅動報警器報警。
圖3為採用MOS管或FET管實現當A點為Low電平時，MOS管Q1截止，沒有電流流過報警器，報警器不報警；當A點為High電平時，MOS管Q1導通，電源電壓施加到報警器兩端，報警器報警。
電子開關也可採用場效應管。
報警器可為蜂鳴器或聲光報警器。
權利要求1.一種電池檢測設備故障報警裝置，包含微處理器，其特徵是定時器的一端與微處理器電連接，另一端與電子開關電連接，電子開關的另一端連一報警器。
2.據權利要求1年述的故障報警裝置，其特徵是電子開關是繼電器或場效應管。
3.據權利要求1所述的故障報警裝置，其特徵是所述電子開關是MOS管或FET管。
4.據權利要求1所述的故障報警裝置，其特徵是所述定時器為看門狗晶片。
5.據權利要求1所述的故障報警裝置，其特徵是所述定時器為一單片機。
6.據權利要求1所述的故障報警裝置，其特徵是所述報警器為蜂鳴器或聲光報警器。
專利摘要電池檢測設備故障報警裝置，定時器的一端與檢測設備中的微處理器電連接，另一端與電子開關電連接，電子開關的另一端連一報警器。當微處理器在正常工作狀態時，設定微處理器輸出方波的周期小於定時器時長，則電子開關斷開，報警器不報警。當微處理器處於異常工作狀態時，微處理器不輸出方波，定時器因超時致電平反轉，電子開關閉合，報警器報警。本專利可避免鋰離子電池在檢測時的過充或過放。
文檔編號G01R31/36GK2919271SQ200620058098
公開日2007年7月4日 申請日期2006年4月24日 優先權日2006年4月24日
發明者張斌, 李凱, 杜祺漳 申請人:廣東省電子技術研究所