一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池內(nèi)阻是衡量電池性能的一個重要指標(biāo)。電池內(nèi)阻值非常小，通常為毫歐或微歐量級，無法用一般的電阻測量方式測量。尋找一種對電池?zé)o損傷，且可有效排除干擾并測試電池的真實內(nèi)阻值的測量方法是為當(dāng)前蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域的迫切需要。針對蓄電池現(xiàn)有檢測的技術(shù)中最為突出的有兩種，具體如下:
第一種是直流放電內(nèi)阻測量法，其優(yōu)點是測量精度很高，控制得當(dāng)?shù)脑捒梢赃_(dá)到0.1%。但其缺點是(I)只能測量大容量電池，小容量電池?zé)o法在3s內(nèi)提供40~80A電流；(2)大電流通過電池會損傷電極，縮短電池壽命。違背了測量初衷；(3)測量設(shè)備昂貴，體積大。
[0003]第二種是交流激勵法，其優(yōu)點是(I)可以測量所有電池，包括小容量電池；(2)測量過程不會對電池產(chǎn)生損害；(3)相對成本較低，體積小。但其缺點是(I)精度比直流法低，但可以滿足應(yīng)用要求；(2)交流法測量精度很可能會受紋波電流影響和諧波電流干擾，對儀器電路抗干擾能力要求高；(3)需要引入外部交流激勵源，增加了電路的復(fù)雜度和電路成本。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)在檢測蓄電池內(nèi)阻時對電池?zé)o損傷，且可有效排除干擾并測試電池的真實內(nèi)阻值的缺陷。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路，包括:
放電模塊，用于為電池放電，使電池的正負(fù)極上產(chǎn)生電壓壓降；
壓降采集模塊，用于采集電池正負(fù)極的電壓壓降；
負(fù)載電壓檢測模塊，用于檢測負(fù)載上的電壓值；
處理計算模塊，用于根據(jù)負(fù)載電壓檢測模塊檢測到的負(fù)載上的電壓值，計算出電池內(nèi)阻的平均電流；根據(jù)電池正負(fù)極的電壓壓降和電池內(nèi)阻的平均電流計算出電池內(nèi)阻。
[0007]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述放電模塊包括:
放電單元，用于根據(jù)放電控制單元輸出的高電平信號進(jìn)行放電；
放電控制單元，用于根據(jù)處理計算模塊輸出的PWM信號，輸出高低相間的電平信號給放電單元；
開關(guān)單元，用于控制所述放電控制單元的接地狀態(tài)來控制所述放電控制單元的開啟和關(guān)閉；
所述放電單元的輸入端連接電池的正極，所述放電單元的輸出端接地，所述放電單元的信號輸入端連接所述放電控制單元的輸出端，所述放電控制單元的輸入端連接處理計算模塊的PWM信號輸出端，所述放電控制單元通過所述開關(guān)單元接地。
[0008]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述放電單元包括第一二極管、MOS管、第一電阻和第二電阻；所述第一二極管的正極為放電單元的輸入端、連接電池的正極，所述第一二極管的負(fù)極連接MOS管的漏極，所述MOS管的柵極為放電單元的信號輸入端、連接放電控制單元的輸出端，所述MOS管的源極通過第一電阻和第二電阻接地。
[0009]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述放電控制單元包括第一電壓比較器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容和第四電容；所述第三電阻的一端為放電控制單元的輸入端、連接處理計算模塊的PWM信號輸出端，所述第三電阻的另一端連接第四電阻的一端、還通過第一電容接地；所述第四電阻的另一端通過所述開關(guān)單元和第五電阻接地、還連接第一電壓比較器的+IN端；所述第一電壓比較器的-1N端連接第二電容的一端、還通過第六電阻連接MOS管的源極，所述第一電壓比較器的V+端連接供電端、還通過第三電容接地，所述第一電壓比較器的V-端接地，所述第二電容的另一端連接第七電阻的一端和第四電容的一端；所述第七電阻的另一端為放電控制模塊的輸出端、連接第四電容的另一端和MOS管的柵極。
[0010]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述開關(guān)單元包括第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第一三極管和第二三極管；所述第八電阻的一端連接第四電阻的另一端，所述第八電阻的另一端連接第一三極管的集電極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的基極連接第二三極管的基極、還通過第九電阻連接處理計算模塊的開關(guān)控制端、還通過第十電阻連接供電端、還通過第十一電阻接地，所述第二三極管的集電極連接MOS管的柵極，所述第二三極管的發(fā)射極接地。
[0011]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述壓降采集模塊包括差分放大器、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和第十五電阻；電池的正極通過所述第五電容連接第十二電阻的一端，電池的負(fù)極通過所述第六電容連接第十三電阻的一端；所述第十二電阻的另一端連接第七電容的一端和差分放大器的+In端；所述第十三電阻的另一端連接第七電容的另一端和差分放大器的-1n端；所述差分放大器的REF端通過第十四電阻連接基準(zhǔn)電壓提供端，所述差分放大器的V-端接地，所述差分放大器的V+端連接供電端、還通過第八電容和第九電容接地，所述差分放大器的Output端連接第十五電阻的一端、還通過第十六電阻連接差分放大器的Sense端，所述第十五電阻的另一端為壓降采集模塊的輸出端、連接處理計算模塊的壓降采集端、還通過第十電容接地。
[0012]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述壓降采集模塊還包括分壓單元，用于為所述差分放大器提供基準(zhǔn)電壓；所述分壓單元包括第十七電阻、第十八電阻和第十一電容；所述第十七電阻的一端連接處理計算模塊的參考電壓提供端，所述第十七電阻的另一端為所述分壓單元的基準(zhǔn)電壓提供端、連接第十四電阻的一端、還通過第十八電阻和第十一電容接地。
[0013]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述壓降采集模塊還包括兩個過壓保護(hù)單元，一個過壓保護(hù)單元連接所述差分放大器的+In端，另一個過壓保護(hù)單元連接所述差分放大器的-1n端；所述過壓保護(hù)單元用于將所述差分放大器的+In端和-1n端的電壓控制在5V及5V以下。
[0014]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述負(fù)載電壓檢測模塊包括第二電壓比較器、第十九電阻、第二十電阻、第二^ 電阻、第十二電容、第十三電容和第十四電容；所述第十九電阻的一端為負(fù)載電壓檢測模塊的輸入端、連接電池的正極，所述第十九電阻的另一端連接第十二電容的一端、第二十電阻的一端和第二電壓比較器的+IN端，所述第十二電容的另一端和第二十電阻的另一端接地，所述第二電壓比較器的V-端接地，所述第二電壓比較器的V+端連接供電端、還通過第十三電容接地，所述第二電壓比較器的OUT端連接第二電壓比較器的-1N端和第二十一電阻的一端，所述第二十一電阻的另一端為所述負(fù)載電壓檢測模塊的輸出端、連接處理計算模塊的負(fù)載電壓接收端、還通過第十四電容接地；所述第二十電阻為負(fù)載。
[0015]所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中，所述處理計算模塊包括MCU，所述MCU的P0.0/IDACO端為所述處理計算模塊的PWM信號輸出端、連接第三電阻的一端；所述MCU的Pl.1端為所述處理計算模塊的開關(guān)控制端、連接第九電阻的一端；所述MCU的PL 2/REF端為所述處理計算模塊的參考電壓提供端、連接第十七電阻的一端；所述MCU的Pl.6端為所述處理計算模塊的負(fù)載電壓接收端、連接第二十一電阻的另一端；所述MCU的Pl.7端為所述處理計算模塊的壓降采集端、連接第十五電阻的另一端。
[0016]有益效果:本發(fā)明中提供一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路及檢測方法，采用較小的電流以交流放電的方式來測量電池內(nèi)阻，即將外部激勵電流改為放電電流，這不僅提高了測量精度，而且不損傷電池。測量過程中，由于可以降低測量頻率到10Hz左右，同時加強(qiáng)濾波能力，減小了紋波電流和諧波電流的干擾，測量精度高、成本低及測量過程簡單。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中放電模塊的電路圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中壓降采集模塊的電路圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中負(fù)載電壓檢測模塊的電路圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路中處理計算模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]請參見圖1，圖1為本發(fā)明所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，所述鉛蓄電池內(nèi)阻檢測電路包括放電模塊10、壓降采集模塊20、負(fù)載電壓檢測模塊30和處理計算模塊40。
[0024]所述放電模塊10，用于