一种锂电池内阻检测电路的制作方法

专利2022-06-29  65


本实用新型涉及电子电路检测技术领域,尤其涉及一种锂电池内阻检测电路。



背景技术:

电池内阻测试仪是专门测试电池内阻的仪器,可快速测试电池内阻和电压,通过测试分选出性能好的电池。现有的电池测试和分选采用人工检测、手工分选和稍加改进的小型检选系统,有效率低、漏检多、精度低等缺点,不能大批量的高效测试。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种锂电池内阻检测电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种锂电池内阻检测电路,包括输入电路、主控制电路、信号转换耦合电路、校准电路和信号处理电路;

所述输入电路与所述主控制电路电连接,所述主控制电路与所述信号转换耦合电路电连接,所述信号转换耦合电路与切换电路电连接,所述切换电路分别与电池和所述校准电路电连接,所述校准电路与所述信号处理电路连接,所述校准电路与电池电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。

本实用新型的有益效果是:本实用新型的锂电池内阻检测电路,通过主控制电路生成测试用的正弦波电压信号,信号转换耦合电路将正弦波电压信号转换为正弦波恒流信号,再加载至电池上并产生电压信号进行信号处理,同时主控制电路根据校准电路输出的电压信号确定信号处理电路对该电压信号产生的偏差,从而通过该偏差值校准电池内阻,得到准确的测量值,具有测量快速准确的优点,结合分选机构和上位机可以进行大批量自动化的生产测试。

在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进:

进一步:所述信号转换耦合电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r15、电阻r16、mos管q2、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、运算放大器u2、运算放大器u3、运算放大器u4和mos管q1,所述主控制电路的一路信号输出端与地之间顺次串联有所述电阻r10和电容c15,且所述电阻r10和电容c15的公共端与所述运算放大器u3的同相输入端电连接,所述运算放大器u3的反相输入端与输出端之间通过所述电阻r13电连接,所述运算放大器u3的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u3的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c14,所述运算放大器u3的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u3的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c17,所述运算放大器u3的输出端与所述运算放大器u4的同相输入端电连接,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电容c19与输出端电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c13,所述运算放大器u4的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u4的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c18,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电阻r15与所述mos管q2的源极电连接,所述mos管q2的源极通过所述电阻r16接地,所述运算放大器u4的输出端通过所述电阻r12与所述mos管q2的栅极电连接,所述mos管q2的漏极通过所述电阻r7与外部电源正极电连接,所述mos管q2的漏极与所述运算放大器u2的同相输入端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电容c11与输出端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电阻r9与所述mos管的源极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c12,所述运算放大器u2的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u2的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c16,所述运算放大器u2的输出端通过所述电阻r11与所述mos管q1的栅极电连接,所述mos管q1的源极通过所述电阻r8与外部电源正极电连接,所述mos管q1的漏极与切换电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过所述信号转换耦合电路将主控制电路输出的正弦波电压信号进行滤波后再进行电压-电流转换,得到正弦波恒流信号,并通过切换电路加载至电池上。

进一步:所述切换电路包括继电器ls1、二极管d1、mos管q3和电阻r26,所述信号转换耦合电路的输出端与所述继电器ls1的公共触点电连接,所述继电器ls1的常闭触电与电池的正极电连接,电池的负极接地所述继电器ls1的常开触点与校准电路的输入端电连接,所述继电器ls1的线圈一端分别与外部电源和所述二极管d1的负极电连接,所述继电器ls1线圈的的另一端分别与所述二极管d1的正极和mos管q3的漏极电连接,所述mos管q3的源极接地,所述mos管q3的栅极通过所述电阻r26接地,所述mos管q3的栅极还与主控制电路的一路控制切换信号输出端电连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过所述切换电路可以根据主控制电路的控制切换信号将信号转换耦合电路输出的正弦波恒流信号加载至电池上或者加载至所述校准电路,实现测量和校准功能的切换,方便在得到电池内阻的基础上进行进一步校准,保证测量结果的精确性。

进一步:所述校准电路包括继电器ls2、二极管d2、电阻r21、电阻r22、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电阻r17、电阻r18、电阻r28、mos管q4、mos管q9、mos管q10和复用器u5,所述继电器ls2的的公共触点与所述继电器ls1的常开触点电连接,所述继电器ls2的常闭触点与所述复用器u5的第一输入端之间串联有所述电容c24和电容c25,所述继电器ls2的常闭触点还通过所述电阻r21接地,所述继电器ls2的常开触点与所述复用器u5的第二输入端之间串联有所述电容c22和电容c23,所述复用器u5的第三输入端与电池的正极之间串联有所述电容c20和电容c21,所述继电器ls2的常开触点通过所述电阻r22接地,所述继电器ls2的线圈一端分别与外部电源和二极管d2的负极电连接,所述继电器ls2线圈的的另一端分别与所述二极管d2的正极和mos管q4的漏极电连接,所述mos管q4的源极接地,所述mos管q4的栅极通过所述电阻r28接地,所述mos管q4的栅极还与主控制电路的另一路控制切换信号输出端电连接,所述复用器u5的一个控制信号输入端与mos管q10的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r18与外部电源电连接,所述mos管q10的源极接地,所述mos管q10的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的另一个控制信号输入端与mos管q9的漏极电连接,所述mos管q9的漏极还通过所述电阻r17与外部电源电连接,所述mos管q9的源极接地,所述mos管q9的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u5的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过所述继电器ls2切换校正电阻r21或r22,使得所述信号转换耦合电路输出的正弦波恒流信号加载至校正电阻r21或r22上,从而根据校正电阻r21或r22上的电压信号以及测量电池两端的电压信号来确定电池的内阻,大大提高了检测精度。

进一步:所述信号处理电路包括信号滤波电路、信号放大电路和信号整流电路,所述信号滤波电路的输入端与所述校准电路的输出端电连接,所述信号滤波电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接,所述信号放大电路的输出端与所述信号整流电路的输入端电连接,所述信号整流电路的输入端与所述主控制电路的另一路输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过所述滤波信号可以将测量得到的电压信号中混杂的干扰信号滤除,通过所述信号放大电路将滤波后的电压信号进行放大,通过所述信号整流电路将交流测量信号进行整流处理,得到直流信号,并反馈至所述主控制电路。

进一步:所述信号滤波电路包括电阻r35、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r43、电容c36、电容c37和运算放大器u10,所述校准电路的输出端与所述运算放大器u10的同相输入端之间顺次串联有所述电阻r38和电容c36,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电容c37接地,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电阻r35与所述运算放大器u10的输出端电连接,所述运算放大器u10的同相输入端通过所述电阻r39接地,所述运算放大器u10的反相输入端通过所述电阻r43接地,所述运算放大器u10的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接。

进一步:所述信号放大电路包括电阻r29、电阻r30、电阻r32、电阻r33、电阻r36、电阻r37、电阻r41、电阻r42、电容c33、运算放大器u7、电容c29、运算放大器u6、电容c40、运算放大器u11、mos管q11、mos管q12、复用器u8和运算放大器u9,所述运算放大器u7的同相输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u7的反向输入端通过所述电阻r36接地,所述运算放大器u7的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r37和电容c33,所述运算放大器u7的输出端与所述复用器u8的第一输入端电连接,所述运算放大器u7的输出端与所述运算放大器u6的同相输入端电连接,所述运算放大器u6的反向输入端通过所述电阻r32接地,所述运算放大器u6的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r33和电容c29,所述运算放大器u6的输出端与所述复用器u8的第二输入端电连接,所述运算放大器u11的同乡输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u11的反向输入端通过所述电阻r41接地,所述运算放大器u11的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r42和电容c40,所述运算放大器u11的输出端与所述复用器u8的第三输入端电连接,所述复用器u8的一个控制信号输入端与mos管q12的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r30与外部电源电连接,所述mos管q12的源极接地,所述mos管q12的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的另一个控制信号输入端与mos管q11的漏极电连接,所述mos管q11的漏极还通过所述电阻r29与外部电源电连接,所述mos管q11的源极接地,所述mos管q11的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u8的输出端与所述运算放大器u9的同相输入端电连接,所述运算放大器u9的反向输入端与输出端大连接,所述运算放大器u9的输出端与所述整流电路的输入端电连接。

进一步:所述信号整流电路包括电阻r56、电阻r57、电阻r58、电阻r59、电阻r60、电阻r61、电阻r62、运算放大器u17、二极管d3、二极管d4、运算放大器u18、电容c51、和运算放大器u16,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r57与所述运算放大器u17的反向输入端电连接,所述运算放大器u17的反向输入端通过所述电阻r61与所述二极管d4的负极电连接,所述二极管d4的正极与所述运算放大器u17的输出端电连接,所述运算放大器u17的同相输入端接地,所述运算放大器u17的输出端与所述二极管d3的负极电连接,所述运算放大器u17的反向输入端与通过所述电阻r62与所述二极管d3的正极电连接,所述二极管d3的正极通过所述电阻r58与所述运算放大器u18的反向输入端电连接,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r59与运算放大器u18的反向输入端电连接,所述运算放大器u18的反向输入端与输出端通过所述电阻r60电连接,所述运算放大器u18的同相输入端接地,所述运算放大器u18的输出端通过所述电阻r56与所述运算放大器u56的同相输入端电连接,所述运算放大器u56的同相输入端通过所述电容c51接地,所述运算放大器u56的反相输入端与输出端电连接,所述运算放大器u56的输出端与所述主控制电路的反馈输出端电连接。

进一步:还包括显示器,所述显示器与所述主控制电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是:通过设置显示器可以直接显示测量结果,方便直观,便于相关人员及时知晓,尤其是在进行批量电池内阻测量时会显得极为高效。

附图说明

图1为本实用新型的锂电池内阻检测电路结构示意图;

图2为本实用新型的主控制电路示意图;

图3为本实用新型的信号转换耦合电路示意图;

图4为本实用新型的切换电路示意图;

图5为本实用新型的切换电路示意图;

图6为本实用新型的信号滤波电路示意图;

图7为本实用新型的信号放大电路示意图;

图8为本实用新型的信号整流电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示,一种锂电池内阻检测电路,包括输入电路、主控制电路、信号转换耦合电路、校准电路和信号处理电路;所述输入电路与所述主控制电路电连接,所述主控制电路与所述信号转换耦合电路电连接,所述信号转换耦合电路与切换电路电连接,所述切换电路分别与电池和所述校准电路电连接,所述校准电路与所述信号处理电路连接,所述校准电路与电池电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。

本实用新型的锂电池内阻检测电路,通过主控制电路生成测试用的正弦波电压信号,信号转换耦合电路将正弦波电压信号转换为正弦波恒流信号,再加载至电池上并产生电压信号进行信号处理,同时主控制电路根据校准电路输出的电压信号确定信号处理电路对该电压信号产生的偏差,从而通过该偏差值校准电池内阻,得到准确的测量值,具有测量快速准确的优点,结合分选机构和上位机可以进行大批量自动化的生产测试。

在本实用新型提供的实施例中,所述输入电路采用包含有多个按键的键盘,所述主控制电路采用型号为stm32系列单片机,如图2所示为stm32l151c8t6单片机及其外围电路。

如图3所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述信号转换耦合电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r15、电阻r16、mos管q2、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、运算放大器u2、运算放大器u3、运算放大器u4和mos管q1,所述主控制电路的一路信号输出端与地之间顺次串联有所述电阻r10和电容c15,且所述电阻r10和电容c15的公共端与所述运算放大器u3的同相输入端电连接,所述运算放大器u3的反相输入端通过所述电阻r14接地,所述运算放大器u3的反相输入端与输出端之间通过所述电阻r13电连接,所述运算放大器u3的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u3的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u3的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c17,所述运算放大器u3的输出端与所述运算放大器u4的同相输入端电连接,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电容c19与输出端电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c13,所述运算放大器u4的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u4的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c18,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电阻r15与所述mos管q2的源极电连接,所述mos管q2的源极通过所述电阻r16接地,所述运算放大器u4的输出端通过所述电阻r12与所述mos管q2的栅极电连接,所述mos管q2的漏极通过所述电阻r7与外部电源正极电连接,所述mos管q2的漏极与所述运算放大器u2的同相输入端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电容c11与输出端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电阻r9与所述mos管的源极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c12,所述运算放大器u2的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u2的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c16,所述运算放大器u2的输出端通过所述电阻r11与所述mos管q1的栅极电连接,所述mos管q1的源极通过所述电阻r8与外部电源正极电连接,所述mos管q1的漏极与切换电路的输入端电连接。

通过所述信号转换耦合电路将主控制电路输出的正弦波电压信号进行滤波后再进行电压-电流转换,得到正弦波恒流信号,并通过切换电路加载至电池上。

如图4所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述切换电路包括继电器ls1、二极管d1、mos管q3和电阻r26,所述信号转换耦合电路的输出端与所述继电器ls1的公共触点电连接,所述继电器ls1的常闭触电与电池的正极电连接,电池的负极接地所述继电器ls1的常开触点与校准电路的输入端电连接,所述继电器ls1的线圈一端分别与外部电源和所述二极管d1的负极电连接,所述继电器ls1线圈的的另一端分别与所述二极管d1的正极和mos管q3的漏极电连接,所述mos管q3的源极接地,所述mos管q3的栅极通过所述电阻r26接地,所述mos管q3的栅极还与主控制电路的一路控制切换信号输出端电连接。

通过所述切换电路可以根据主控制电路的控制切换信号将信号转换耦合电路输出的正弦波恒流信号加载至电池上或者加载至所述校准电路,实现测量和校准功能的切换,方便在得到电池内阻的基础上进行进一步校准,保证测量结果的精确性。

如图5所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述校准电路包括继电器ls2、二极管d2、电阻r21、电阻r22、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电阻r17、电阻r18、电阻r28、mos管q4、mos管q9、mos管q10和复用器u5,所述继电器ls2的的公共触点与所述继电器ls1的常开触点电连接,所述继电器ls2的常闭触点与所述复用器u5的第一输入端之间串联有所述电容c24和电容c25,所述继电器ls2的常闭触点还通过所述电阻r21接地,所述继电器ls2的常开触点与所述复用器u5的第二输入端之间串联有所述电容c22和电容c23,所述复用器u5的第三输入端与电池的正极之间串联有所述电容c20和电容c21,所述继电器ls2的常开触点通过所述电阻r22接地,所述继电器ls2的线圈一端分别与外部电源和二极管d2的负极电连接,所述继电器ls2线圈的的另一端分别与所述二极管d2的正极和mos管q4的漏极电连接,所述mos管q4的源极接地,所述mos管q4的栅极通过所述电阻r28接地,所述mos管q4的栅极还与主控制电路的另一路控制切换信号输出端电连接,所述复用器u5的一个控制信号输入端与mos管q10的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r18与外部电源电连接,所述mos管q10的源极接地,所述mos管q10的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的另一个控制信号输入端与mos管q9的漏极电连接,所述mos管q9的漏极还通过所述电阻r17与外部电源电连接,所述mos管q9的源极接地,所述mos管q9的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u5的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接。

通过所述继电器ls2切换校正电阻r21或r22,使得所述信号转换耦合电路输出的正弦波恒流信号加载至校正电阻r21或r22上,从而在校正电阻r21或r22上产生电压信号,这样主控制器即可根据校正电阻r21或r22上的电压信号确定信号处理电路对该电压信号产生的偏差,从而通过该偏差值校准电池内阻,得到准确的测量值大大提高了检测精度。

在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述信号处理电路包括信号滤波电路、信号放大电路和信号整流电路,所述信号滤波电路的输入端与所述校准电路的输出端电连接,所述信号滤波电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接,所述信号放大电路的输出端与所述信号整流电路的输入端电连接,所述信号整流电路的输入端与所述主控制电路的另一路输入端电连接。

通过所述滤波信号可以将测量得到的电压信号中混杂的干扰信号滤除,通过所述信号放大电路将滤波后的电压信号进行放大,通过所述信号整流电路将交流测量信号进行整流处理,得到直流信号,并反馈至所述主控制电路。

如图6所示,所述信号滤波电路包括电阻r35、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r43、电容c36、电容c37和运算放大器u10,所述校准电路的输出端与所述运算放大器u10的同相输入端之间顺次串联有所述电阻r38和电容c36,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电容c37接地,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电阻r35与所述运算放大器u10的输出端电连接,所述运算放大器u10的同相输入端通过所述电阻r39接地,所述运算放大器u10的反相输入端通过所述电阻r43接地,所述运算放大器u10的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接。所述信号滤波电路进行带通滤波处理,滤除电压信号中的杂波成分,保证测量结果的准确性。

如图7所示,所述信号放大电路包括电阻r29、电阻r30、电阻r32、电阻r33、电阻r36、电阻r37、电阻r41、电阻r42、电容c33、运算放大器u7、电容c29、运算放大器u6、电容c40、运算放大器u11、mos管q11、mos管q12、复用器u8和运算放大器u9,所述运算放大器u7的同相输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u7的反向输入端通过所述电阻r36接地,所述运算放大器u7的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r37和电容c33,所述运算放大器u7的输出端与所述复用器u8的第一输入端电连接,所述运算放大器u7的输出端与所述运算放大器u6的同相输入端电连接,所述运算放大器u6的反向输入端通过所述电阻r32接地,所述运算放大器u6的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r33和电容c29,所述运算放大器u6的输出端与所述复用器u8的第二输入端电连接,所述运算放大器u11的同乡输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u11的反向输入端通过所述电阻r41接地,所述运算放大器u11的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r42和电容c40,所述运算放大器u11的输出端与所述复用器u8的第三输入端电连接,所述复用器u8的一个控制信号输入端与mos管q12的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r30与外部电源电连接,所述mos管q12的源极接地,所述mos管q12的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的另一个控制信号输入端与mos管q11的漏极电连接,所述mos管q11的漏极还通过所述电阻r29与外部电源电连接,所述mos管q11的源极接地,所述mos管q11的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u8的输出端与所述运算放大器u9的同相输入端电连接,所述运算放大器u9的反向输入端与输出端大连接,所述运算放大器u9的输出端与所述整流电路的输入端电连接。

在本实用新型的实施例中,所述信号放大电路可以根据实际测量量程需求设置多个放大增益,信号放大电路根据测量量程选择不同的放大通道,通过模块开关切换到相应的放大通道。

如图8所示,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述信号整流电路包括电阻r56、电阻r57、电阻r58、电阻r59、电阻r60、电阻r61、电阻r62、运算放大器u17、二极管d3、二极管d4、运算放大器u18、电容c51、和运算放大器u16,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r57与所述运算放大器u17的反向输入端电连接,所述运算放大器u17的反向输入端通过所述电阻r61与所述二极管d4的负极电连接,所述二极管d4的正极与所述运算放大器u17的输出端电连接,所述运算放大器u17的同相输入端接地,所述运算放大器u17的输出端与所述二极管d3的负极电连接,所述运算放大器u17的反向输入端与通过所述电阻r62与所述二极管d3的正极电连接,所述二极管d3的正极通过所述电阻r58与所述运算放大器u18的反向输入端电连接,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r59与运算放大器u18的反向输入端电连接,所述运算放大器u18的反向输入端与输出端通过所述电阻r60电连接,所述运算放大器u18的同相输入端接地,所述运算放大器u18的输出端通过所述电阻r56与所述运算放大器u56的同相输入端电连接,所述运算放大器u56的同相输入端通过所述电容c51接地,所述运算放大器u56的反相输入端与输出端电连接,所述运算放大器u56的输出端与所述主控制电路的反馈输出端电连接。通过所述信号整流电路将交流测量信号进行整流处理,得到直流信号,并反馈至所述主控制电路。

优选地,在本实用新型提供的一个或多个实施例中,所述的还包括显示器,所述所述显示器与所述主控制电路电连接。通过设置显示器可以直接显示测量结果,方便直观,便于相关人员及时知晓,尤其是在进行批量电池内阻测量时会显得极为高效。这里,所述显示器可以采用液晶显示器。

本实用新型的锂电池内阻检测电路的工作原理为:通过输入电路设置检测参数(比如检测信号的幅度、频率等等),主控制电路根据设置的参数生成测试用正弦波电压信号,并输出至所述信号转换耦合电路,所述信号转换耦合电路将正弦波电压信号进行滤波和电压-电流转换,转换为50ma/1khz正弦波恒流信号,并通过控制切换电路的继电器ls1将正弦波恒流信号加载至电池上,信号处理电路对正弦波恒流信号在电池两端产生的的电压信号进行滤波、放大和整流处理并输出至所述主控制电路,通过主控制电路控制所述切换电路的继电器ls1将正弦波恒流信号加载至所述校准电路的校正电阻r21或r22上,主控制电路通过控制所述继电器ls2将正弦波恒流信号加载至所述校正电阻r21或r22上,并在校正电阻r21或r22上产生对应的电压信号v1、v2,然后主控制电路根据校正电阻r21或r22的电阻以及对应的电压确定信号处理电路对该电压信号产生的偏差,再通过该偏差值校准电池内阻,得到准确的测量值,并通过显示器输出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种锂电池内阻检测电路,其特征在于:包括输入电路、主控制电路、信号转换耦合电路、校准电路和信号处理电路;

所述输入电路与所述主控制电路电连接,所述主控制电路与所述信号转换耦合电路电连接,所述信号转换耦合电路与切换电路电连接,所述切换电路分别与电池和所述校准电路电连接,所述校准电路与所述信号处理电路连接,所述校准电路与电池电连接,所述信号处理电路与所述主控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述信号转换耦合电路包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r15、电阻r16、mos管q2、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、运算放大器u2、运算放大器u3、运算放大器u4和mos管q1,所述主控制电路的一路信号输出端与地之间顺次串联有所述电阻r10和电容c15,且所述电阻r10和电容c15的公共端与所述运算放大器u3的同相输入端电连接,所述运算放大器u3的反相输入端与输出端之间通过所述电阻r13电连接,所述运算放大器u3的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u3的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c14,所述运算放大器u3的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u3的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c17,所述运算放大器u3的输出端与所述运算放大器u4的同相输入端电连接,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电容c19与输出端电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u4的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c13,所述运算放大器u4的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u4的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c18,所述运算放大器u4的反相输入端通过所述电阻r15与所述mos管q2的源极电连接,所述mos管q2的源极通过所述电阻r16接地,所述运算放大器u4的输出端通过所述电阻r12与所述mos管q2的栅极电连接,所述mos管q2的漏极通过所述电阻r7与外部电源正极电连接,所述mos管q2的漏极与所述运算放大器u2的同相输入端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电容c11与输出端电连接,所述运算放大器u2反向输入端通过所述电阻r9与所述mos管的源极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与外部电源正极电连接,所述运算放大器u2的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c12,所述运算放大器u2的负电源输入端与外部电源负极电连接,所述运算放大器u2的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c16,所述运算放大器u2的输出端通过所述电阻r11与所述mos管q1的栅极电连接,所述mos管q1的源极通过所述电阻r8与外部电源正极电连接,所述mos管q1的漏极与切换电路的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述切换电路包括继电器ls1、二极管d1、mos管q3和电阻r26,所述信号转换耦合电路的输出端与所述继电器ls1的公共触点电连接,所述继电器ls1的常闭触电与电池的正极电连接,电池的负极接地所述继电器ls1的常开触点与校准电路的输入端电连接,所述继电器ls1的线圈一端分别与外部电源和所述二极管d1的负极电连接,所述继电器ls1线圈的的另一端分别与所述二极管d1的正极和mos管q3的漏极电连接,所述mos管q3的源极接地,所述mos管q3的栅极通过所述电阻r26接地,所述mos管q3的栅极还与主控制电路的一路控制切换信号输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述校准电路包括继电器ls2、二极管d2、电阻r21、电阻r22、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电阻r17、电阻r18、电阻r28、mos管q4、mos管q9、mos管q10和复用器u5,所述继电器ls2的的公共触点与所述继电器ls1的常开触点电连接,所述继电器ls2的常闭触点与所述复用器u5的第一输入端之间串联有所述电容c24和电容c25,所述继电器ls2的常闭触点还通过所述电阻r21接地,所述继电器ls2的常开触点与所述复用器u5的第二输入端之间串联有所述电容c22和电容c23,所述复用器u5的第三输入端与电池的正极之间串联有所述电容c20和电容c21,所述继电器ls2的常开触点通过所述电阻r22接地,所述继电器ls2的线圈一端分别与外部电源和二极管d2的负极电连接,所述继电器ls2线圈的的另一端分别与所述二极管d2的正极和mos管q4的漏极电连接,所述mos管q4的源极接地,所述mos管q4的栅极通过所述电阻r28接地,所述mos管q4的栅极还与主控制电路的另一路控制切换信号输出端电连接,所述复用器u5的一个控制信号输入端与mos管q10的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r18与外部电源电连接,所述mos管q10的源极接地,所述mos管q10的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的另一个控制信号输入端与mos管q9的漏极电连接,所述mos管q9的漏极还通过所述电阻r17与外部电源电连接,所述mos管q9的源极接地,所述mos管q9的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u5的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u5的输出端与所述信号处理电路的输入端电连接。

5.根据权利要求3所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述信号处理电路包括信号滤波电路、信号放大电路和信号整流电路,所述信号滤波电路的输入端与所述校准电路的输出端电连接,所述信号滤波电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接,所述信号放大电路的输出端与所述信号整流电路的输入端电连接,所述信号整流电路的输入端与所述主控制电路的另一路输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述信号滤波电路包括电阻r35、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r43、电容c36、电容c37和运算放大器u10,所述校准电路的输出端与所述运算放大器u10的同相输入端之间顺次串联有所述电阻r38和电容c36,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电容c37接地,所述电阻r38和电容c36的公共端通过所述电阻r35与所述运算放大器u10的输出端电连接,所述运算放大器u10的同相输入端通过所述电阻r39接地,所述运算放大器u10的反相输入端通过所述电阻r43接地,所述运算放大器u10的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接。

7.根据权利要求5所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述信号放大电路包括电阻r29、电阻r30、电阻r32、电阻r33、电阻r36、电阻r37、电阻r41、电阻r42、电容c33、运算放大器u7、电容c29、运算放大器u6、电容c40、运算放大器u11、mos管q11、mos管q12、复用器u8和运算放大器u9,所述运算放大器u7的同相输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u7的反向输入端通过所述电阻r36接地,所述运算放大器u7的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r37和电容c33,所述运算放大器u7的输出端与所述复用器u8的第一输入端电连接,所述运算放大器u7的输出端与所述运算放大器u6的同相输入端电连接,所述运算放大器u6的反向输入端通过所述电阻r32接地,所述运算放大器u6的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r33和电容c29,所述运算放大器u6的输出端与所述复用器u8的第二输入端电连接,所述运算放大器u11的同乡输入端与所述信号滤波电路的输出端电连接,所述运算放大器u11的反向输入端通过所述电阻r41接地,所述运算放大器u11的反向输入端与输出端之间并联有所述电阻r42和电容c40,所述运算放大器u11的输出端与所述复用器u8的第三输入端电连接,所述复用器u8的一个控制信号输入端与mos管q12的漏极电连接,所述mos管q10的漏极还通过所述电阻r30与外部电源电连接,所述mos管q12的源极接地,所述mos管q12的栅极与主控制电路的一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的另一个控制信号输入端与mos管q11的漏极电连接,所述mos管q11的漏极还通过所述电阻r29与外部电源电连接,所述mos管q11的源极接地,所述mos管q11的栅极与主控制电路的另一路控制信号输出端电连接,所述复用器u8的电源输入端与外部电源电连接,所述复用器u8的输出端与所述运算放大器u9的同相输入端电连接,所述运算放大器u9的反向输入端与输出端大连接,所述运算放大器u9的输出端与所述整流电路的输入端电连接。

8.根据权利要求5所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:所述信号整流电路包括电阻r56、电阻r57、电阻r58、电阻r59、电阻r60、电阻r61、电阻r62、运算放大器u17、二极管d3、二极管d4、运算放大器u18、电容c51、和运算放大器u16,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r57与所述运算放大器u17的反向输入端电连接,所述运算放大器u17的反向输入端通过所述电阻r61与所述二极管d4的负极电连接,所述二极管d4的正极与所述运算放大器u17的输出端电连接,所述运算放大器u17的同相输入端接地,所述运算放大器u17的输出端与所述二极管d3的负极电连接,所述运算放大器u17的反向输入端与通过所述电阻r62与所述二极管d3的正极电连接,所述二极管d3的正极通过所述电阻r58与所述运算放大器u18的反向输入端电连接,所述信号放大电路的输出端通过所述电阻r59与运算放大器u18的反向输入端电连接,所述运算放大器u18的反向输入端与输出端通过所述电阻r60电连接,所述运算放大器u18的同相输入端接地,所述运算放大器u18的输出端通过所述电阻r56与所述运算放大器u56的同相输入端电连接,所述运算放大器u56的同相输入端通过所述电容c51接地,所述运算放大器u56的反相输入端与输出端电连接,所述运算放大器u56的输出端与所述主控制电路的反馈输出端电连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的锂电池内阻检测电路,其特征在于:还包括显示器,所述显示器与所述主控制电路电连接。

技术总结
本实用新型涉及一种锂电池内阻检测电路,包括输入电路、主控制电路、信号转换耦合电路、校准电路和信号处理电路;输入电路、主控制电路、信号转换耦合电路和切换电路顺次电连接,切换电路分别与电池和校准电路电连接,校准电路与信号处理电路连接,校准电路与电池电连接,信号处理电路与主控制电路电连接。本实用新型中,信号转换耦合电路将正弦波电压信号转换为正弦波恒流信号,再加载至电池上并产生电压信号进行信号处理,同时主控制电路根据校准电路输出的电压信号确定信号处理电路对该电压信号产生的偏差,从而通过该偏差值校准电池内阻,得到准确的测量值,具有测量快速准确的优点,结合分选机构和上位机可以进行大批量自动化的生产测试。

技术研发人员:杨哲瑜
受保护的技术使用者:武汉彦阳物联科技有限公司
技术研发日:2019.07.26
技术公布日:2020.06.09

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