CN102721925A - 智能锂电池保护板自动测试仪 - Google Patents

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张晓红
许驩鑫
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本发明公开了一种智能锂电池保护板自动测试仪，包括电源连接部；单片机；模/数转换电路；直流升压电路；直流降压电路；锂电池供电部；测试端；存储芯片；温度检测部；按键输入模块；显示输出模块；所述电源连接部连接外部电源，为整个测试仪各部分提供电源；外部电源通过所述直流降压电路降压后提供锂电池供电部电压，由所述单片机提供的数字信号通过所述模/数转换电路转换为模拟信号控制锂电池供电部电压；单片机通过检测测试端电压或电流并将检测结果记录或输出；本发明具有测试速度快，自动化程度高，操作简单，体积小等优点。

Description

智能锂电池保护板自动测试仪
技术领域
本发明涉及一种电池保护板测试仪，尤其涉及一种智能锂电池保护板自动测试仪。
背景技术
随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在近年逐步向其他产品应用领域发展，已经成为电子数码产品应用电池中的主流电池。
目前电子产品中锂电池应用智能管理芯片的很多，各种智能管理芯片具有过充、过放、过流、温度保护以及容量计量等多种功能，但其整体测试速度和自动化程度有待提高。
发明内容
本发明针对现有技术中所存在的整体测试速度和自动化程度均较低的问题，提出了一种智能锂电池保护板自动测试仪。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能锂电池保护板自动测试仪，包括电源连接部、单片机、模/数转换电路、直流升压电路、直流降压电路、锂电池供电部、测试端、储芯片、温度检测部、按键输入模块、显示输出模块；
所述电源连接部连接外部电源，为整个测试仪各部分提供电源；外部电源通过所述直流降压电路降压后提供锂电池供电部电压，由所述单片机提供的数字信号通过所述模/数转换电路转换为模拟信号控制锂电池供电部电压；外部电源通过所述直流升压电路提供锂电池管理芯片写码使用的电压，其脉宽由所述单片机控制；单片机通过检测测试端电压或电流并将检测结果记录或输出；所述存储芯片、所述温度检测部、所述按键输入模块和所述显示输出模块均与所述单片机电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述电源连接部还包括交流/直流转换电路，将外部电源为220伏交流电源转换为5伏的直流电源。
作为本发明的进一步改进，所述电源连接部直接连接外部电源为5伏的直流电源。
作为本发明的进一步改进，所述5伏的外部电源通过所述直流降压电路降压后提供给锂电池供电部电压为0-4.5伏。
作为本发明的进一步改进，所述5伏的外部直流电源通过所述直流升压电路升压后提供锂电池管理芯片写码使用的电压为21伏。
作为本发明的进一步改进，其可用于过充、过放保护测试；过充状态时，单片机检测测试端电压比单片机控制锂电池供电部电压低0.2～0.5伏；过放状态时，单片机检测测试端电压为0～0.1伏。
作为本发明的进一步改进，单片机输出数字信号，通过所述模/数转换电路转换成模拟信号控制直流负载电流，进行加载、过电流、短路测试。
作为本发明的进一步改进，电池管理芯片侦测电芯电压、电流、温度数据，单片机控制锂电池供电部电压，测试端输出电流，并通过温度检测部检测环境温度，同时单片机通过相关通讯协议读取电池管理芯片相关寄存器数据进行校准、比对，进行电压、电流、温度校准。
作为本发明的进一步改进，单片机通过相关通讯协议将用户设定数据写进电池管理芯片的随机存储器中，再通过控制21伏脉冲，将随机存储器数据固化到电可擦可编程只读存储器中，写入后进行比对测试。
作为本发明的进一步改进，所述显示输出模块为液晶显示模块，用于显示测试信息、故障信息；所述存储芯片存储用户设定数据。
本发明的有益效果是：可以结合多种智能管理芯片进行自动化测试，按照芯片通讯协议直接对芯片中的数据进行取样、比对、写码、较验操作，同时测定过充、过放、过流、过温等基本保护功能，具有测试速度快，自动化程度高，操作简单，体积小等优点，在很大程度上节约了人力成本，提高了生产效率，适用于锂电池生产企业生产使用。
附图说明
图1为本发明优选实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面参照图1对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1为本发明优选实施例的电路结构示意图，本发明的智能锂电池保护板自动测试仪包括电源连接部10；单片机20；模/数转换电路30；直流升压电路40；直流降压电路30；锂电池供电部60；测试端70；存储芯片81；温度检测部82；按键输入模块83；显示输出模块84；电源连接部10连接外部电源，为整个测试仪各部分提供电源；外部电源通过所述直流降压电路50降压后提供锂电池供电部60的电压，由所述单片机20提供的数字信号通过所述模/数转换电路30转换为模拟信号控制锂电池供电部60的电压；外部电源通过所述直流升压电路40提供锂电池管理芯片写码使用的电压，其脉宽由所述单片机20控制；单片机20通过检测测试端70的电压或电流并将检测结果记录或输出；所述存储芯片81、所述温度检测部82、所述按键输入模块83和所述显示输出模块84均与所述单片机20电性连接。
本实施例中，所述电源连接部10还包括交流/直流转换电路，将外部电源为220伏交流电源转换为5伏的直流电源。同时，所述电源连接部10还包括直接连接外部电源为5伏的直流电源供电。
所述5伏的外部直流电源通过所述直流降压电路50降压后提供给锂电池供电部60的电压为0-4.5伏，该电压值受单片机20的控制，单片机20提供数字信号通过模/数转换电路30转换为模拟信号控制锂电池供电部60的电压。所述5伏的外部直流电源通过所述直流升压电路40升压后提供锂电池管理芯片写码使用的21伏写码电压90，其脉宽由单片机20控制。
本发明的智能锂电池保护板自动测试仪其可用于过充、过放保护测试；过充状态时，单片机20检测测试端70电压比单片机20控制锂电池供电部60电压低0.2～0.5伏；过放状态时，单片机20检测测试端70电压为0～0.1伏，其测试项目参照表如表1所示，其中VBAT为锂电池供电部60的电压，VC、VOV、VUL由用户设定。
表1
  序号   状态   VBAT   VO
  1   正常状态   VC   VC±0.1V
  2   过充状态   VOV   VOV-0.2～VOV-0.5
  3   过放状态   VUL   0～0.1V
本发明的智能锂电池保护板自动测试仪也可用于进行加载、过电流、短路测试。单片机20输出数字信号，通过所述模/数转换电路30转换成模拟信号控制直流负载电流，进行加载、过电流、短路测试，其测试项目参照表如表2所示，其中VBAT为锂电池供电部60的电压，IO、IOC、IS由用户设定。
表2
  序号   状态   ID   VO
  1   加载状态   IO   VBAT-0.3～VBAT
  2   过流状态   IOC   0～0.1V
  3   短路状态   IS   0～0.1V
本发明的智能锂电池保护板自动测试仪还可用于进行电压、电流、温度校准。电池管理芯片侦测电芯电压、电流、温度数据，单片机20控制锂电池供电部60的电压，测试端70输出电流，并通过温度检测部82检测环境温度，同时单片机20通过相关通讯协议读取电池管理芯片相关寄存器数据进行校准、比对，进行电压、电流、温度校准，其测试项目参照表如表3所示，其中VBAT为锂电池供电部60的电压，ID为加载电流，由用户设定。
表3
  序号   状态   校准条件   误差范围
  1   电压校准   VBAT   5mV
  2   电流校准   ID   ±1％
  3   温度校准   环境温度   ±3℃
本发明的智能锂电池保护板自动测试仪还可用于电可擦可编程只读存储器写码比对测试，单片机20通过相关通讯协议将用户设定数据写进电池管理芯片的随机存储器中，再通过控制21伏脉冲，将随机存储器数据固化到电可擦可编程只读存储器中，写入后进行比对测试。
本实施例中，显示输出模块84为液晶显示模块84，用于显示测试信息、故障信息；存储芯片81用于存储用户设定数据，例如存储芯片81可以是24C02，用户可将设置参数通过相关写码器写入到该存储块相应地址中。
本实施例的智能锂电池保护板自动测试仪的主要参数如表4所示。
表4
Figure BDA0000053111460000061
本实施例的智能锂电池保护板自动测试仪的主要优点在于，自动化程度高，测试速度块，操作简单；其包含基本保护功能测试、电池管理芯片数据写入比对校准等测试，功能多；支持I2C、HDQ、SMB通讯协议且体积小、造价低；无需电脑等额外设备，易于维护，方便参数设定。
本发明不限于上述实施例，还可以有许多变化设计，可以依需求进行不同组合、替换等，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案均落在本专利权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能锂电池保护板自动测试仪，包括电源连接部、单片机、模/数转换电路、直流升压电路、直流降压电路、锂电池供电部、测试端、储芯片、温度检测部、按键输入模块、显示输出模块；
所述电源连接部连接外部电源，为整个测试仪各部分提供电源；外部电源通过所述直流降压电路降压后提供锂电池供电部电压，由所述单片机提供的数字信号通过所述模/数转换电路转换为模拟信号控制锂电池供电部电压；外部电源通过所述直流升压电路提供锂电池管理芯片写码使用的电压，其脉宽由所述单片机控制；单片机通过检测测试端电压或电流并将检测结果记录或输出；所述存储芯片、所述温度检测部、所述按键输入模块和所述显示输出模块均与所述单片机电性连接。
2.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：所述电源连接部还包括交流/直流转换电路，将外部电源为220伏交流电源转换为5伏的直流电源。
3.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：所述电源连接部直接连接外部电源为5伏的直流电源。
4.根据权利要求3所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：所述5伏的外部电源通过所述直流降压电路降压后提供给锂电池供电部电压为0-4.5伏。
5.根据权利要求3所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：所述5伏的外部直流电源通过所述直流升压电路升压后提供锂电池管理芯片写码使用的电压为21伏。
6.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：其可用于过充、过放保护测试；过充状态时，单片机检测测试端电压比单片机控制锂电池供电部电压低0.2～0.5伏；过放状态时，单片机检测测试端电压为0～0.1伏。
7.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：单片机输出数字信号，通过所述模/数转换电路转换成模拟信号控制直流负载电流，进行加载、过电流、短路测试。
8.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：电池管理芯片侦测电芯电压、电流、温度数据，单片机控制锂电池供电部电压，测试端输出电流，并通过温度检测部检测环境温度，同时单片机通过相关通讯协议读取电池管理芯片相关寄存器数据进行校准、比对，进行电压、电流、温度校准。
9.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：单片机通过相关通讯协议将用户设定数据写进电池管理芯片的随机存储器中，再通过控制21伏脉冲，将随机存储器数据固化到电可擦可编程只读存储器中，写入后进行比对测试。
10.根据权利要求1所述的智能锂电池保护板自动测试仪，其特征在于：所述显示输出模块为液晶显示模块，用于显示测试信息、故障信息；所述存储芯片存储用户设定数据。
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