專利名稱：高精度程控充放電測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于電池測試的高精度程控放電測試裝置，尤其是一種對二次電池的充放電的測試。
二次電池在日常生活中有著愈來愈廣泛的應(yīng)用，如無繩電話電池、筆記本電腦電池、UPS后備電池等，因此二次電池的性能測試也愈來愈引起人們的重視。如今普遍使用的充放電測試線路采用開關(guān)電源的線路，這樣做有如下缺點1.細化設(shè)定充放電測試電流較為困難。
2.由于沒有對測試回路電流進行采樣，不能形成數(shù)字閉環(huán)回路，因此穩(wěn)定性與精度不高。
因此，到目前為止，尚未出現(xiàn)具有高精度程控充放電的測試方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的就是提供一種高精度程控充放電測試的裝置。
本發(fā)明的高精度程控充放電測試裝置由可調(diào)節(jié)模擬恒流源、電流采樣部、數(shù)模轉(zhuǎn)換部、智能PI調(diào)節(jié)器所組成，可調(diào)節(jié)模擬恒流部的信號輸入端分別與被測電池和數(shù)模轉(zhuǎn)換部的輸出端相接，可調(diào)節(jié)模擬恒流源部的輸出端與電流采樣部的輸入端相接，智能PI調(diào)節(jié)器的信號輸入端與電流采樣部的輸出端相接，智能PI調(diào)節(jié)器的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換部3的輸入端相接?？烧{(diào)節(jié)模擬恒流源部中的采樣電阻R7為一只小歐姆精密采樣電阻，被測電池B1作為放電回路的電源?？烧{(diào)節(jié)模擬恒流源部中晶體管CT2采用PMOS功率器件，通過控制該器件的柵源極電壓來調(diào)節(jié)充放電回路的電流值，其柵極通過電阻R5與IC1的輸出端相接，IC1的同相輸入端與IC2的輸出端相接，IC1的反相輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換部IC7的“RFB、VOUT”端相接，IC2的兩個輸入端接在采樣電阻R7的兩端。電流采樣部IC10的信號輸入端“INH、INL”分別接在采樣電阻R7的兩端，IC10的“CE、HBEN、LBEN、STATUS”端對應(yīng)與智能PI調(diào)節(jié)器(4)IC5的“RD、7、P10、INTO”端相接。測量控制回路的電源與電池充放電回路電源獨立。
其各部分的作用和工作過程如下1.可調(diào)節(jié)模擬恒流源部1，起到直接調(diào)節(jié)和穩(wěn)定測試回路電流的作用。
2.電流采樣部2，起到采樣當前回路電流并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計算機中。
3.數(shù)模轉(zhuǎn)換部3，將從計算機獲取的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量送入可調(diào)節(jié)模擬恒流源。
4.智能PI調(diào)節(jié)器4，從電流采樣部獲取回路當前電流值，輸出值送入數(shù)模轉(zhuǎn)換部。
采用本發(fā)明其優(yōu)點在于可以細化設(shè)定充放電測試電流，給檢測帶來方便。由于可以對測試回路電流進行采樣，可形成數(shù)字閉環(huán)回路，因此穩(wěn)定性和精度較高。
充放電線路由CT2和IC1為主構(gòu)成。其余為測量控制線路。這樣做的優(yōu)點是1.充放電回路在不同的測試參數(shù)下，充放電回路電流變化較大，造成電源波動，由于測量控制回路的電源與充放電回路電源獨立，因此，測試精度不受充放電回路電流變化的影響；2.隨被測電池電壓的變化，采樣電阻在充放電回路中電平變化很大，由于采用電源獨立，將采樣電阻的一端與測量控制回路的地相通，對采樣電阻端電壓的采樣采用差分輸入的ADC芯片，以消除共模電壓對測量精度的影響。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。其中包括可調(diào)節(jié)模擬恒流源1、電源采樣部2、數(shù)模轉(zhuǎn)換部3、智能PI調(diào)節(jié)器4、電池5。
圖2是本發(fā)明的電原理圖。
本發(fā)明的實施方案如下可調(diào)節(jié)模擬恒流源1由CT2、IC1、IC2構(gòu)成。電源CT2為P溝道增強型場效應(yīng)管，通過控制該器件的柵源極電壓控制充放電回路電流。IC2為測試回路電流在采樣電阻上產(chǎn)生電壓的反向放大，R2、R1為一組電平轉(zhuǎn)換線路，R4、R3為一組電平轉(zhuǎn)換線路。對R1、R2、R3、R4取合適的值，將測量控制線路產(chǎn)生的電平轉(zhuǎn)換為由充放電回路電源供電的放大器IC1可接受的電平。通過對由測試回路電流采樣電阻R7產(chǎn)生的電壓與數(shù)模轉(zhuǎn)換部3的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片IC7產(chǎn)生的電壓經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后在IC1處產(chǎn)生比較。IC1產(chǎn)生的電壓經(jīng)過R5、R6分壓后，將電壓施加在CT2的柵極，從而調(diào)節(jié)測試回路的電流。當測試條件不變時，測試回路電流的大小由DAC芯片IC7的輸出電壓決定。電流采樣部2由IC8、IC10等構(gòu)成，采樣電阻電壓的采樣直接取自采樣電阻兩端。數(shù)模轉(zhuǎn)換部3由IC7(MAX530)構(gòu)成。智能PI調(diào)節(jié)器4由IC5(單片機8031)實現(xiàn)。
充放電回路切換由計算機通過切換繼電器J1來實現(xiàn)，當P11為高電平時，電池處于放電回路狀態(tài)，P11為低電平時，電池處于充電回路狀態(tài)。其中繼電器線圈的驅(qū)動線路由R11、CT1構(gòu)成。
整個測試的原理如圖一所示。通過電流采樣部2采集到的電流值與電流設(shè)定值共同作用于智能PI調(diào)節(jié)器4，輸出量作用于數(shù)模轉(zhuǎn)換部2，數(shù)模轉(zhuǎn)換部2產(chǎn)生的電壓經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送入如圖二所示的IC1的負輸入端，從而起到調(diào)節(jié)恒流源輸出電流的作用。由此可見，充放電回路的電流精度取決于測量精度。
由于數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)足夠多，可以認為該充放電回路的電流值可無極變化，以滿足測試者對電流精度與設(shè)定值足夠精確的需要。
舉一實施例。CT2采用20P10，采樣電阻R7＝0.2Ω±0.05％，R1＝5.1KΩ，R2＝20KΩ，R3＝5.1KΩ，R8＝10KΩ，R9＝30KΩ，R4＝20KΩ，調(diào)節(jié)P1產(chǎn)生的電壓為0.05V。這樣可實現(xiàn)的充放電測試電流為0～5000mA，誤差為3mA。
權(quán)利要求
1.一種高精度程控充放電測試裝置，其特征在于該裝置由可調(diào)節(jié)模擬恒流源(1)、電流采樣部(2)、數(shù)模轉(zhuǎn)換部(3)、智能PI調(diào)節(jié)器(4)所組成，可調(diào)節(jié)模擬恒流部(1)的信號輸入端分別與被測電池(5)和數(shù)模轉(zhuǎn)換部(3)的輸出端相接，可調(diào)節(jié)模擬恒流源部(1)的輸出端與電流采樣部(2)的輸入端相接，智能PI調(diào)節(jié)器(4)的信號輸入端與電流采樣部(2)的輸出端相接，智能PI調(diào)節(jié)器(4)的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換部3的輸入端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度程控充放電測試裝置，其特征在于可調(diào)節(jié)模擬恒流源部(1)中的采樣電阻R7為一只小歐姆精密采樣電阻，被測電池B1作為放電回路的電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度程控充放電測試裝置其特征在于可調(diào)節(jié)模擬恒流源部(1)中晶體管CT2采用PMOS功率器件，通過控制該器件的柵源極電壓來調(diào)節(jié)充放電回路的電流值，其柵極通過電阻R5與IC1的輸出端相接，IC1的同相輸入端與IC2的輸出端相接，IC1的反相輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換部(3)IC7的“RFB、VOUT”端相接，IC2的兩個輸入端接在采樣電阻R7的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度程控充放電測試裝置，其特征在于電流采樣部(2)IC10的信號輸入端“INH、INL”分別接在采樣電阻R7的兩端，IC10的“CE、HBEN、LBEN、STATUS”端對應(yīng)與智能PI調(diào)節(jié)器(4)IC5的“RD、7、P10、INTO”端相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度程控充放電測試裝置，其特征在于測量控制回路的電源與電池充放電回路電源獨立。
全文摘要
高精度程控充放電測試裝置是一種對二次電池的充放電進行測試的裝置由可調(diào)節(jié)模擬恒流源、電流采樣部、數(shù)模轉(zhuǎn)換部、智能PI調(diào)節(jié)器所組成,可調(diào)節(jié)模擬恒流部的信號輸入端分別與被測電池和數(shù)模轉(zhuǎn)換部的輸出端相接,可調(diào)節(jié)模擬恒流源部的輸出端與電流采樣部的輸入端相接,智能PI調(diào)節(jié)器的信號輸入端與電流采樣部的輸出端相接,智能PI調(diào)節(jié)器的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換部3的輸入端相接。采用該裝置可形成數(shù)字閉環(huán)回路,因此穩(wěn)定性和精度較高。
文檔編號G01R31/36GK1202625SQ9811132
公開日1998年12月23日 申請日期1998年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月26日
發(fā)明者李超彪 申請人:李超彪