一種鋰電池保護板測試儀的製作方法
2023-08-14 01:56:16
專利名稱：一種鋰電池保護板測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試鋰電池好壞的儀器，特別是一種對鋰電池保護板進行測試的測試儀。
背景技術：
隨著製造鋰電池技術工藝的提高，鋰電芯由普通的單節，向二、三、四節發展，其相應的鋰電池保護板相應的為二串、三串、四串，而傳統的鋰電池保護板測試儀目前分為三種1、只能檢測單節或最多二節的鋰電池保護板，2、只能測試同一種電芯二節以下節數的保護板，3、採用電位器調節各設置參數，對於使用1或2的測試儀不能對三串以上的鋰電池保護板進行檢測；對於使用3的測試儀，由於要人工調節測試的參數，不利於大規模生產的廠家提高效率。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠測試1-4節鋰電池保護板性能好壞以及各項性能指標參數、採用微電腦全數字控制、具有測試高速、準確、穩定的鋰電池保護板測試儀。
本實用新型通過以下技術方案來實現設計一種鋰電池保護板測試儀，包括測試電路，與測試電路相聯的鋰電池保護板和電源提供電路，測試電路包括充電、放電功能檢測電路、自耗電功能檢測電路以及與充電、放電功能檢測電路、自耗電功能檢測電路聯接的微處理器控制電路；電源提供電路分別與測試電路中的各電路聯接，並為其提供不同的工作電壓。
所述的微處理器控制電路包括單片機U16、數字集成電路U27、U28及其外圍電路，單片機U16的35腳、36腳、37腳與充電、放電功能檢測電路相聯，單片機U16的29腳、33腳與自耗電功能檢測電路聯接，U16的10腳與電源電路聯接；單片機U16的22腳、23腳、24腳分別與數字集成電路U27的10、11、14腳聯接；單片機U16的25腳、26腳、27腳、28腳分別與數字集成電路U28的10、11、13、14腳聯接；單片機U16的30腳通過串聯的電感L3和電阻R74與三極體Q79和三極體Q84的集電極相聯，Q79的發射體通過發光二極體LED1接地，Q84發射極通過發光二極體LED2接地，Q79的基極通過電阻R73與單片機U16的37腳聯接，Q84的基極通過電阻R86與U16的36腳聯接。
所述的充電、放電功能檢測電路包括運算放大器U1A、U26、繼電器J16、J17二極體D21、D22、三極體Q20、Q21、電阻R114-R116、電阻R121-R138、電容C34、穩壓二極體D20，運算放大器U26的2、3腳分別通過電阻R128、R129與繼電器J16、J17聯接，繼電器J16、J17分別與三極體Q20、Q21的集電極聯接，Q20的基極通過二極體D21和二極體D22分別與單片機U16的36腳和U16的37腳聯接，三極體Q21的基極通過電阻R138與單片機U16的37腳聯接，反饋電阻R126並接於運算放大器U26的2腳與6腳之間，運算放大器U26的6腳與運算放大器U1A的3腳聯接，運算放大器U1A的1腳通過電阻R114與單片機U16的35腳聯接。
所述的自耗電功能檢測電路包括運算放大器U25、電阻R113、R119、R120、R125、R170-R177、R180-R182、穩壓二極體D19，運算放大器的3腳通過串聯的電阻R119、R125、R120與2腳聯接，電阻R170-R177、Q37、QR1組成放大倍數調節電路，Q1為驅動繼電器J37的驅動管，調節R170-R177電阻值可改變U25的放大倍數，電阻180-R182與運算放大器U25的8腳和1腳聯接，用於調節U25的漂移，電晶體QR1的基極與單片機U16的29腳聯接，通過單片機29腳改變U25放大倍數，運算放大器輸出端6腳通過電阻R113與單片機U16的33腳聯接，把模擬信號送給單片機。
所述的電源提供電路，包括整流橋ICU29、雙場效應管ICU32、開關電源控制ICU38、輸出處理ICU39、濾波電容C45、C46、C51、電感L6、L7、電阻R190、R191、R193、R218、R219、R220-R226，外部電源經整流橋ICU29和濾波電容C46整流濾波處理後，分別與雙場效應管ICU32的第一柵極D1、第一源極S1、開關電源控制ICU38的12腳和輸出處理ICU39的1腳聯接，雙場效應管ICU32的第二源極S2經串聯聯接的二極體D28、電感L6、電解電容C45組成的濾波穩壓電路與接點J5V聯接，接點J5V為自耗電功能檢測電路提供工作電源，同時開關電源控制ICU38從難從1腳輸出控制信號，將輸出維持不變；輸出處理ICU39的3腳經電感L7、電解電容C51通過接點V5V向充電、放電功能檢測電路和微處理器控制電路提供工作電源。
在測試電路與鋰電池保護板之間聯接一為鋰電池保護板充電的充電電源電路，所述的充電電源電路通過控制開關與鋰電池保護板聯接。所述的充電電源電路包括充電控制保護集成電路U31、雙場效應管集成電路U30、運算放大器U2A、電阻R189、R192和由電晶體與光耦元件組成的控制開關，電阻R189一端與單片機U16和運算放大器U2A的3腳聯接，R189另一端通過電阻R192與運算放大器U2A的2腳聯接，運算放大器U2A的1腳通過二極體D24與充電控制保護集成電路U31的3腳聯接。
所述的充電電源電路通過1或2或3或4個控制開關與1或2或3或4串鋰電保護板聯接，可以是同一種電芯的保護板，也可以是不同電芯的保護板。
為了準確表示當次保護板的測試結果，測試電路還與蜂鳴器指示電路、LED指示電路和液晶顯示器聯接，所述的蜂鳴器指示電路包括電感L4、電阻R76、R77、蜂鳴器MK1和驅動電晶體Q14，單片機U16的32腳通過串聯的電感L4、電阻R76、R77與接點V5V和蜂鳴器MK1的一端相聯，蜂鳴器MK1的另一端與用於驅動電晶體Q14的集電極聯接，Q14的基極通過二極體D25、D26與數字集成電路U28的16、17腳相聯；所述的LED指示電路由電阻R139、R140、R141、R143、R144、電晶體Q117、Q118、共陽LED組成，電晶體Q117的集電極和Q118的集電極聯接後通過電阻R141與數字集成電路U28的24腳聯接，電晶體Q117的基極通過電阻R139與數字集成電路U28的17腳聯接，Q117的發射極與共陽LED的1腳聯接，電晶體Q118的基極通過電阻R144與數字集成電路U28的16腳聯接，Q118與共陽LED的3腳聯接，共陽LED的2腳接地；單片機U16的1腳、2腳、3腳、4腳、38腳、39腳、40腳與接口J9相聯，接口J9與液晶顯示器聯接，在液晶顯示器上用中文字顯示當次保護板的測試結果。
本實用新型鋰電池保護板測試儀，可以對鋰電池保護板的自耗電、過充保護、過放保護性能進行檢測，採用微電腦全數字控制，從根本上解決了傳統測試儀的測試速度慢、測量誤差大的缺陷，特別適合於工廠大批量生產的出廠檢測，連接上保護板即自動開始測試，無需按鍵操作，降低了工人的操作複雜程度，可以極大的提高生產效率。
圖1為本實用新型鋰電池保護板測試儀微處理器控制電路原理圖；圖2為本實用新型鋰電池保護板測試儀充電、放電功能檢測電路原理圖；圖3為本實用新型鋰電池保護板測試儀自耗電功能檢測電路原理圖；圖4為本實用新型鋰電池保護板測試儀電源提供電路原理圖；圖5為本實用新型鋰電池保護板測試儀充電電源電路原理圖；
具體實施方式
下面參考附圖進行詳細說明如圖1所示，為本實用新型鋰電池保護板測試儀微處理器控制電路原理圖，包括單片機U16、數字集成電路U27、U28及其外圍電路，單片機U16的35腳(PD)、36腳(GC)、37腳(GF)與充電、放電功能檢測電路相聯，單片機U16的29腳(100)、33腳(ZHDADC)與自耗電功能檢測電路聯接，U16的10腳(V5V)與電源電路聯接；單片機U16的22腳(A)、23腳(B)、24腳(C)分別與數字集成電路U27的10、11、14腳聯接；單片機U16的25腳(E)、26腳(F)、27腳(G)、28腳(H)分別與數字集成電路U28的10、11、13、14腳聯接；單片機U16的30腳通過串聯的電感L3和電阻R74與三極體Q79和三極體Q84的集電極相聯，三極體Q79的發射體通過發光二極體LED1接地，三極體Q84發射極通過發光二極體LED2接地，三極體Q79的基極通過電阻R73與單片機U16的37腳(GF)聯接，三極體Q84的基極通過電阻R86與U16的36腳(GC)聯接。
參照圖2充電、放電功能檢測電路，包括運算放大器U1A、U26、繼電器J16、J17二極體D21、D22、三極體Q20、Q21、電阻R114-R116、電阻R121-R138、電容C34、穩壓二極體D20，運算放大器U26的2、3腳分別通過電阻R128、R129與繼電器J16、J17聯接，繼電器J16、J17分別與三極體Q20、Q21的集電極聯接，Q20的基極通過二極體D21和二極體D22分別與單片機U16的36腳(GC)和U16的37腳(GF)聯接，三極體Q21的基極通過電阻R138與單片機U16的37腳(GF)聯接，反饋電阻R126並接於運算放大器U26的2腳與6腳之間，運算放大器U26的6腳與運算放大器U1A的3腳聯接，運算放大器U1A的1腳通過電阻R114與單片機U16的35腳(PD)聯接。當充電或放電時有一定電電流流過取樣電阻R136，這時會在取樣電阻上產生一個電壓，經運放U26放大跟運放U1A的第2腳電壓進行比較，有電流時比較結果會在U1A第1腳經PD端輸出高電平到單片機U16。在測試時，當電芯電壓達到保護板保護電壓後，保護板保護功能保護，這時檢測電路檢測沒有電流，經PD端為低電平到單片機U16的35腳，單片機U16判定保護板已經保護，保護板性能良好；返之則保護板性能不良。在放電時，由於電流流向不同，取樣電阻的電壓也是負電壓，對此單片機U16在檢測過放功能時會在37腳先輸出一個高電平到GF端，通過繼電器使取樣電阻電壓反向(判定過程同上)。
參照圖3自耗電功能檢測電路，包括運算放大器U25、電阻R113、R119、R120、R125、R170-R177、R180-R182、穩壓二極體D19，運算放大器的3腳通過串聯的電阻R119、R125、R120與2腳聯接，電阻R170-R177、Q37、QR1組成放大倍數調節電路，Q1為驅動繼電器J37的驅動管，調節R170-R177電阻值可改變U25的放大倍數，電阻180-R182與運算放大器U25的8腳和1腳聯接，用於調節U25的漂移，電晶體QR1的基極與單片機U16的29腳(100)聯接，通過單片機29腳(100)改變U25放大倍數，運算放大器輸出端6腳通過電阻R113與單片機U16的33腳(ZHDADC)聯接，把模擬信號送給單片機。在測試自耗電時，為防止影響到測試結果，在測試時測試儀自動關閉其它跟保護板有關的電路，單片機U16能過取樣電阻R125讀取保護板的自耗電值，再跟設定參數對比，判斷保護板的好壞。
參照圖4電源提供電路，包括整流橋ICU29、雙場效應管ICU32、開關電源控制ICU38、輸出處理ICU39、濾波電容C45、C46、C51、電感L6、L7、電阻R190、R191、R193、R218、R219、R220-R226，外部電源經整流橋ICU29和濾波電容C46整流濾波處理後，分別與雙場效應管ICU32的第一柵極D1、第一源極S1、開關電源控制ICU38的12腳(VCC)和輸出處理ICU39的1腳(VIN)聯接，雙場效應管ICU32的第二源極S2經串聯聯接的二極體D28、電感L6、電解電容C45組成的濾波穩壓電路與接點J5V聯接，接點J5V為自耗電功能檢測電路提供工作電源，同時開關電源控制ICU38從難從1腳輸出控制信號，將輸出維持不變；輸出處理ICU39的3腳經電感L7、電解電容C51通過接點V5V向充電、放電功能檢測電路和微處理器控制電路提供工作電源。
參照圖5，在測試電路與鋰電池保護板之間聯接一為鋰電池保護板充電的充電電源電路，所述的充電電源電路通過4個控制開關與接點AA1、AA2、AA3、AA4與4串相同或不相同的鋰電池保護板聯接，接點AA1、AA2、AA3、AA4與數字集成電路U27的5-8聯接，通過單片機U16判斷鋰電池保護板的接入情況，從而從相應的管腳輸出高電平信號。所述的充電電源電路包括充電控制保護集成電路U31、雙場效應管集成電路U30、運算放大器U2A、電阻R189、R192和由電晶體與光耦元件組成的控制開關，電阻R189一端與單片機U16和運算放大器U2A的3腳(正輸入端)聯接，R189另一端通過電阻R192與運算放大器U2A的2腳(負輸入端)聯接，運算放大器U2A的1腳(輸出端)通過二極體D24與充電控制保護集成電路U31的3腳(輸出端)聯接。
為了準確表示當次保護板的測試結果，測試電路還與蜂鳴器指示電路、LED指示電路和液晶顯示器聯接，所述的蜂鳴器指示電路包括電感L4、電阻R76、R77、蜂鳴器MK1和驅動電晶體Q14，單片機U16的32腳通過串聯的電感L4、電阻R76、R77與接點V5V和蜂鳴器MK1的一端相聯，蜂鳴器MK1的另一端與用於驅動電晶體Q14的集電極聯接，Q14的基極通過二極體D25、D26與數字集成電路U28的16、17腳相聯，Q14的基極通過二極體D25、D26受控於數字集成電路U28，根據共陽LED的紅、綠燈閃爍頻率發出相應頻率的報警聲音提示；所述的LED指示電路由電阻R139、R140、R141、R143、R144、電晶體Q117、Q118、共陽LED組成，電晶體Q117的集電極和Q118的集電極聯接後通過電阻R141與數字集成電路U28的24腳(5V供電)聯接，電晶體Q117的基極通過電阻R139與數字集成電路U28的17腳聯接，Q117的發射極與共陽LED的1腳聯接，電晶體Q118的基極通過電阻R144與數字集成電路U28的16腳聯接，Q118與共陽LED的3腳聯接，共陽LED的2腳接地，共陽LED的1腳發綠燈，3腳發紅燈，通過數字集成電路的U28的控制，用於分別指示被測保護板的性能是不良還是良品；單片機U16的1腳、2腳、3腳、4腳、38腳、39腳、40腳與接口J9相聯，接口J9與液晶顯示器聯接，在液晶顯示器上用中文字顯示當次保護板的測試結果。對於測試出來的好板和壞板發出不同頻率的聲音或通過LED或液晶顯示器提示操作者，如果是壞板的話，液晶顯示器還可以顯示出壞板中那個功能電路出現故障，操作者只需要將顯示的故障標識在壞板上送修理即可。
權利要求1.一種鋰電池保護板測試儀，包括測試電路，與測試電路相聯的鋰電池保護板和電源提供電路，其特徵在於測試電路包括充電、放電功能檢測電路，自耗電功能檢測電路以及與充電、放電功能檢測電路、自耗電功能檢測電路聯接的微處理器控制電路；電源提供電路分別與測試電路中的各電路聯接，並為其提供不同的工作電壓。
2.根據權利要求1所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的微處理器控制電路包括單片機U16、數字集成電路U27、U28及其外圍電路，單片機U16的35腳、36腳、37腳與充電、放電功能檢測電路相聯，單片機U16的29腳、33腳與自耗電功能檢測電路聯接，U16的10腳與電源電路聯接；單片機U16的22腳、23腳、24腳分別與數字集成電路U27的10、11、14腳聯接；單片機U16的25腳、26腳、27腳、28腳分別與數字集成電路U28的10、11、13、14腳聯接；單片機U16的30腳通過串聯的電感L3和電阻R74與三極體Q79和三極體Q84的集電極相聯，三極體Q79的發射體通過發光二極體LED1接地，三極體Q84發射極通過發光二極體LED2接地，三極體Q79的基極通過電阻R73與單片機U16的37腳聯接，三極體Q84的基極通過電阻R86與U16的36腳聯接。
3.根據權利要求2所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於測試電路還與蜂鳴器指示電路、LED指示電路和液晶顯示器聯接，所述的蜂鳴器指示電路包括電感L4、電阻R76、R77、蜂鳴器MK1和驅動電晶體Q14，單片機U16的32腳通過串聯的電感L4、電阻R76、R77與接點V5V和蜂鳴器MK1的一端相聯，蜂鳴器MK1的另一端與用於驅動電晶體Q14的集電極聯接，Q14的基極通過二極體D25、D26與數字集成電路U28的16、17腳相聯；所述的LED指示電路由電阻R139、R140、R141、R143、R144、電晶體Q117、Q118、共陽LED組成，電晶體Q117的集電極和Q118的集電極聯接後通過電阻R141與數字集成電路U28的24腳聯接，電晶體Q117的基極通過電阻R139與數字集成電路U28的17腳聯接，Q117的發射極與共陽LED的1腳聯接，電晶體Q118的基極通過電阻R144與數字集成電路U28的16腳聯接，Q118與共陽LED的3腳聯接，共陽LED的2腳接地；單片機U16的1腳、2腳、3腳、4腳、38腳、39腳、40腳與接口J9相聯，接口J9與液晶顯示器聯接。
4.根據權利要求1所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的充電、放電功能檢測電路包括運算放大器U1A、U26、繼電器J16、J17、二極體D21、D22、三極體Q20、Q21、電阻R114-R116、電阻R121-R138、電容C34、穩壓二極體D20，運算放大器U26的2、3腳分別通過電阻R128、R129與繼電器J16、J17聯接，繼電器J16、J17分別與三極體Q20、Q21的集電極聯接，Q20的基極通過二極體D21和二極體D22分別與單片機U16的36腳和U16的37腳聯接，三極體Q21的基極通過電阻R138與單片機U16的37腳聯接，反饋電阻R126並接於運算放大器U26的2腳與6腳之間，運算放大器U26的6腳與運算放大器U1A的3腳聯接，運算放大器U1A的1腳通過電阻R114與單片機U16的35腳聯接。
5.根據權利要求1所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的自耗電功能檢測電路包括運算放大器U25、電阻R113、R119、R120、R125、R170-R177、R180-R182、穩壓二極體D19，運算放大器的3腳通過串聯的電阻R119、R125、R120與2腳聯接，電阻R170-R177、Q37、QR1組成放大倍數調節電路，Q1為驅動繼電器J37的驅動管，調節R170-R177電阻值可改變U25的放大倍數，電阻180-R182與運算放大器U25的8腳和1腳聯接，用於調節U25的漂移，電晶體QR1的基極與單片機U16的29腳聯接，通過單片機29腳改變U25放大倍數，運算放大器輸出端6腳通過電阻R113與單片機U16的33腳聯接，把模擬信號送給單片機。
6.根據權利要求1所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的電源提供電路，包括整流橋ICU29、雙場效應管ICU32、開關電源控制ICU38、輸出處理ICU39、濾波電容C45、C46、C51、電感L6、L7、電阻R190、R191、R193、R218、R219、R220-R226，外部電源經整流橋ICU29和濾波電容C46整流濾波處理後，分別與雙場效應管ICU32的第一柵極D1、第一源極S1、開關電源控制ICU38的12腳和輸出處理ICU39的1腳聯接，雙場效應管ICU32的第二源極S2經串聯聯接的二極體D28、電感L6、電解電容C45組成的濾波穩壓電路與接點J5V聯接，接點J5V為自耗電功能檢測電路提供工作電源；同時開關電源控制ICU38從1腳輸出控制信號，將輸出維持不變；輸出處理ICU39的3腳經電感L7、電解電容C51通過接點V5V向充電、放電功能檢測電路和微處理器控制電路提供工作電源。
7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於在測試電路與鋰電池保護板之間聯接一為鋰電池保護板充電的充電電源電路，所述的充電電源電路通過控制開關與鋰電池保護板聯接。
8.根據權利要求7所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的充電電源電路包括充電控制保護集成電路U31、雙場效應管集成電路U30、運算放大器U2A、電阻R189、R192和由電晶體與光耦元件組成的控制開關，電阻R189一端與單片機U16和運算放大器U2A的3腳聯接，R189另一端通過電阻R192與運算放大器U2A的2腳聯接，運算放大器U2A的1腳通過二極體D24與充電控制保護集成電路U31的3腳聯接。
9.根據權利要求8所述的鋰電池保護板測試儀，其特徵在於所述的充電電源電路通過1或2或3或4個控制開關與1或2或3或4串鋰電保護板聯接。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰電池保護板測試儀，包括測試電路，與測試電路相聯的鋰電池保護板和電源提供電路，測試電路包括充電、放電功能檢測電路，自耗電功能檢測電路以及與充電、放電功能檢測電路、自耗電功能檢測電路聯接的微處理器控制電路；電源提供電路分別與測試電路中的各電路聯接，並為其提供不同的工作電壓。該測試儀能夠測試1－4節鋰電池保護板的自耗電、過充保護、過放保護性能的好壞；採用微電腦全數字控制，解決了傳統測試儀的測試速度慢、測量誤差大的缺陷、具有測試高速、準確、穩定的優點。
文檔編號G01R31/36GK2876799SQ20062005341
公開日2007年3月7日 申請日期2006年1月8日 優先權日2006年1月8日
發明者殷亮 申請人:惠州市藍微電子有限公司