專利名稱：標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電池測試裝置，具體涉及 一 種標(biāo)準(zhǔn)原電池測 試設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電池測試^殳備中恒阻放電的負(fù)載采用真實電阻。由于實際 電阻的阻值易受環(huán)境影響，不利于精確控制測試電池在恒阻放電 時的阻值。此外，如要改變恒阻放電的阻值，必須手動更換負(fù)載 電阻，這不僅會給測試人員帶來不方便，而且會因?qū)嶋H電阻阻值 的限制，難以獲得理想的電阻值。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種測試方便、可精確控制電阻 值和電阻值可自動分檔切換的電池恒阻放電測試設(shè)備，以解決上 面的問題。本實用新型的技術(shù)方案為標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備，它包括下 位機，與下位機連4妻的上位機及電子負(fù)載；下位才幾在接收到上位 PC機下發(fā)測試的電阻R和由電子負(fù)載采樣并經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換后的電 池電壓V后，下位機單片機CPU根據(jù)歐姆定律R=V/I換算出數(shù) 字電流控制信號，該電流控制信號經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換后加到電子負(fù)載 上，用于對電子負(fù)載進行控制，使其工作在一定阻值的恒阻態(tài)。該測試設(shè)備不僅可精確控制測試電池在恒阻放電時的阻值， 而且在測試人員通過程控方式對恒阻放電的電阻值進行設(shè)置后， 測試設(shè)備就可自動切換到相應(yīng)檔位的電阻值上進行恒阻放電。


圖1標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備示意圖。圖2下位機結(jié)構(gòu)示意圖。圖3電子負(fù)載結(jié)構(gòu)示意圖。圖4上下位機軟件流程圖。圖5下位機分檔選擇電子負(fù)載控制流程圖。圖6本設(shè)備測試數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析曲線圖。
具體實施方式
如圖l所示，電子負(fù)載1等價于可控電阻，在電池恒阻放電 測試中作恒電阻負(fù)載。下位機2用于控制、計算釆樣數(shù)據(jù)并向上位機傳送實時和歷史數(shù)據(jù)。上位PC機3用于向下位單片機下發(fā)測試方案并顯示下位機上傳的實時和歷史測試數(shù)據(jù)。如圖2所示，下位機2包括中央處理器4;與中央處理器4 連接的輸入電池電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5、輸出電流控制信號的數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路6、用于依據(jù)控制電流大小選擇電子負(fù)載的電子負(fù)載 選擇電路7，與電子負(fù)載輸出連接的電壓電流選擇電路8。下位機2在接收到上位PC機下發(fā)測試方案中的電阻R以及 由電子負(fù)載采樣并經(jīng)模-數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換后的電池電壓V后，單片 機CPU根據(jù)歐姆定律R=V/I換算出數(shù)字電流控制信號，該電流控 制信號經(jīng)數(shù)-模(DA)轉(zhuǎn)換后加到電子負(fù)載上，用于對電子負(fù)載 進行控制，使其工作在一定阻值的恒阻態(tài)。為實現(xiàn)對電池放電的 精確測控，采用3種電子負(fù)載對電池電流進行分檔控制。圖中二 中，電子負(fù)載選擇電路用于對3種電子負(fù)載進行選擇，采樣電壓、 電流選擇電路可選擇輸入電壓、電流至模-數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換電路。 此外，單片機還將向PC機上傳測得的實時和歷史數(shù)據(jù)。圖中DI1 、 DI2及DI3為工作電子負(fù)載的選擇信號。如圖3所示，電子負(fù)載包括與下位單片機輸出的電流控制信 號連接的采樣保持芯片Ul,采樣保持芯片Ul的控制端連接下位Ul的輸出連接放大器U2,放大電路的輸出連接場效應(yīng)管的柵極， 場效應(yīng)管的原一漏才及與放電電池串聯(lián)，放大器U2的反相端連接 電池放電電流信號采樣芯片U3的輸出端。下位單片機輸出的電流控制信號(DA )按如圖所示方式進入 Ul芯片的輸入端。Ul是采樣保持芯片，能通過第8腳上的電子 負(fù)載選擇信號(DI)對輸入的電流控制信號進行輸送控制，當(dāng) DI使能有效時，電流控制信號可順利通過Ul芯片而到達U2芯 片的輸入端。電流控制信號經(jīng)U2運放后輸入場效應(yīng)管的柵極， 加在柵極上的信號可控制流過場效應(yīng)管源 一 漏極間電流。因場效 應(yīng)管的原 一 漏極與放電電池串聯(lián)，故可通過調(diào)控電流控制信號的 大小來控制流過;^文電電池電流量。由歐姆定律R=V/I可知，在測試電池放電時，電池兩端的電壓會逐漸下降，如能通過控制電流 控制信號，使流經(jīng)電池的電流也相應(yīng)成比例(放電電阻的倒數(shù)值) 下降，就可使測試電池工作在恒阻放電狀態(tài)。放大器U2的反相端連接電池放電電流信號采樣芯片U3 (即 電池電流放電器)的輸出端，從而形成電流負(fù)反饋。如圖4所示，標(biāo)準(zhǔn)原電池測試i殳備工作流程。 如圖5所示，下位機分檔選擇電子負(fù)載控制流程圖(恒阻放 電時)本測試設(shè)備中電子負(fù)載的控制電流的情況是II《1《12時， 采用電子負(fù)載l控制電流；12<1《13時，采用電子負(fù)載2控制電 流；13《I《14時，采用電子負(fù)載3控制電流，其中I1=50PA、 I2=1500PA、 I3=15mA、 14=1500 mA。以上3種電子負(fù)載的電路 原理圖相同，因電子負(fù)載中控制電流范圍的不同，3種電子負(fù)載 電路中元器件參數(shù)值的選取有所不同。該設(shè)備在電池恒阻放電過程中，模擬電子負(fù)載阻值應(yīng)恒定不 變。實際情況是，在電池進4于^L電時，其兩端電壓值V不斷減小， 由歐姆定律R=V/I可知，要保持電池在放電過程中電子負(fù)載阻值 恒定不變，流過電池電流I也必須相應(yīng)減小。在i殳定恒阻》文電電 阻值R后，可以采用由下位機軟件依據(jù)公式I=V/R來實時計算和 調(diào)整流過電池的電流，從而保證軟件模擬的電子負(fù)載始終工作在 恒阻狀態(tài)。電池在恒阻放電過程中，流經(jīng)測試電池電流值的變化范圍很 大，如1.5A 50^A，為確保電流值的精確和穩(wěn)定，設(shè)計時采用了 不同的電子負(fù)載對電池電流值進行分電路控制。在恒阻;故電過程中，因流過電池電流逐漸減小，當(dāng)測試電池 電流的變化范圍較大時，測試軟件可根據(jù)測試電池電流值的減小 自動分檔選擇電子負(fù)載。對CR2032型電池的恒電阻放電測試 (1)測試方案步驟1 工作模式恒阻放電；參數(shù)設(shè)置1500Q;限制條件電壓限制2000mV;時間限制1Hour; 步驟2工作模式靜置；參數(shù)設(shè)置23Hour 限制條件無 內(nèi)層循環(huán)步驟1 循環(huán)次數(shù)30 起始號1 終止號2(2) 測試數(shù)據(jù)記錄方式時間差i己錄10分 電壓差i己錄5mV 電流差記錄O.lmA 定電壓記錄3000mV; 2000mV(3) 測試保護設(shè)置 過壓j呆護3600mV 欠壓保護1900mV 保護延時30S 掉電自動恢復(fù)(4) 測試結(jié)束條件循環(huán)截止電壓OmV;循環(huán)截止容量OmAh(5) 本次實驗的測試數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析曲線如圖6所示，在恒阻放電過程中，當(dāng)電壓線10所示電壓逐 漸下降時，電流線11所示電流也隨電壓的下降而下降，這符合了 電池在恒阻;故電時電壓電流變化的實際。
權(quán)利要求1、一種標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備，它包括下位機，其特征在于下位機連接上位機及電子負(fù)載；下位機在接收到上位PC機下發(fā)測試的電阻R和由電子負(fù)載采樣并經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換后的電池電壓V后，下位機單片機CPU根據(jù)歐姆定律R＝V/I換算出數(shù)字電流控制信號，該電流控制信號經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換后加到電子負(fù)載上，用于對電子負(fù)載進行控制，使其工作在一定阻值的恒阻態(tài)。
2、 如權(quán)利要求1所述標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備，其特征在于所 述下位機包括中央處理器CPU;與中央處理器CPU連接的輸入 電池電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸出電流控制信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、 用于依據(jù)控制電流大小選擇電子負(fù)載的電子負(fù)載選擇電路，與電 子負(fù)載輸出連接的電壓電流選擇電路。
3、 如一又利要求1或2所述標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備，其特征在 于所述電子負(fù)載包括與下位單片機輸出的電流控制信號連接的采 樣保持芯片Ul,采樣保持芯片Ul的控制端連接下位單片機的電 子負(fù)載選擇電路的電子負(fù)載選擇信號，采樣保持芯片Ul的輸出連接放大器U2，放大電路的輸出連接場效應(yīng)管的柵極，場效應(yīng)管 的原一漏才及與放電電池串聯(lián)，放大器U2的反相端連接電池放電 電流信號采樣芯片U3的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種標(biāo)準(zhǔn)原電池測試設(shè)備，它包括下位機，與下位機連接的上位機及電子負(fù)載；下位機在接收到上位PC機下發(fā)測試的電阻R和由電子負(fù)載采樣并經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換后的電池電壓V后，下位機單片機CPU根據(jù)歐姆定律R＝V/I換算出數(shù)字電流控制信號，該電流控制信號經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換后加到電子負(fù)載上，用于對電子負(fù)載進行控制，使其工作在一定阻值的恒阻態(tài)。該測試設(shè)備不僅可精確控制測試電池在恒阻放電時的阻值，而且在測試人員通過程控方式對恒阻放電的電阻值進行設(shè)置后，測試設(shè)備就可自動切換到相應(yīng)檔位的電阻值上進行恒阻放電。
文檔編號G01R31/36GK201126469SQ20072008876
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者楊 宋, 斌 李, 亮 王, 王彩娟, 魏洪兵 申請人:武漢力興測試設(shè)備有限公司;中華人民共和國吳江出入境檢驗檢疫局