CN102749571B - 多串锂电控制板自动测试仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多串锂电控制板自动测试仪，包括MCU控制模块、信号放大电路、恒定直流负载、AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、D/A转换电路和若干逻辑锁存控制电阻模块；本发明通过逻辑锁存器实现多串锂电控制板中各通道电压控制，结合MCU控制模块进行过充、过放、加载、过电流、短路及漏电流测，自动化程度高，测试速度快，操作简单；配置有控制按键组和存储芯片，方便参数设定，易于维护；应用范围广，4～18串锂电控制板均可使用；LCD显示模块显示故障原因，便于不良分析。

Description

多串锂电控制板自动测试仪
技术领域
本发明涉及锂电控制板的测试设备，尤其是一种多串锂电控制板的自动测试设备。
背景技术
多串锂电控制板应用于电动车、UPS电源、电动工具、太阳能电池等多种场合，目前市面上还没有专门的测试装置，现有的锂电控制板测试装置，都是单个锂电控制板测试仪，可测试单块锂电控制板或者整体测试多串锂电控制板，无法精密测试分析多串锂电控制板的各串锂电情况。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种多串锂电控制板自动测试仪，针对多串锂电控制板作精密测试。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多串锂电控制板自动测试仪包括MCU控制模块、信号放大电路、恒定直流负载、AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、D/A转换电路和若干逻辑锁存控制电阻模块；
所述AC/DC转换电路转换交流电为直流供电并引出供电线路，该供电线路与地线之间供待测多串锂电控制板对应连接；所述DC/DC转换电路转换所述供电线路的直流电压并供电于MCU控制模块，若干逻辑锁存控制电阻模块相互串联后一端连接所述供电线路，该连接供电线路端引出一电压线，各逻辑锁存控制电阻模块之间皆引出一电压线，所述若干逻辑锁存控制电阻模块的电阻值分别受MCU控制模块控制，所述各逻辑锁存控制电阻模块引出的电压线能够对应依次连接在待测多串锂电控制板的各串锂电控制板之间；所述地线上连接有电阻，所述信号放大电路探知电阻两端电压并传信于MCU控制模块；所述MCU控制模块通过D/A转换电路控制恒定直流负载的电流量。
作为本发明的进一步改进，所述自动测试仪还包括LCD显示模块、控制按键组和存储芯片；所述LCD显示模块受MCU控制模块控制显示，所述控制按键组传信连接MCU控制模块，所述存储芯片受MCU控制模块控制与MCU控制模块数据传输。
作为本发明的进一步改进，所述逻辑锁存控制电阻模块由五个电阻和一个逻辑锁存器组成，所述五个电阻相互并联，其中四个电阻的所在连接线路受逻辑锁存器控制通断。
作为本发明的进一步改进，所述自动测试仪设有十六个逻辑锁存控制电阻模块。
本发明的有益效果是：通过逻辑锁存器实现多串锂电控制板中各通道电压控制，结合MCU控制模块进行过充、过放、加载、过电流、短路及漏电流测，自动化程度高，测试速度快，操作简单；配置有控制按键组和存储芯片，方便参数设定，易于维护；应用范围广，4～18串锂电控制板均可使用；LCD显示模块显示故障原因，便于不良分析。
附图说明
图1为本发明电路原理示意图。
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为本发明电路原理示意图，本发明的多串锂电控制板自动测试仪包括MCU控制模块1、信号放大电路2、恒定直流负载3、AC/DC转换电路4、DC/DC转换电路5、D/A转换电路6和若干逻辑锁存控制电阻模块；所述AC/DC转换电路4转换交流电为直流供电并引出供电线路，该供电线路与地线之间供待测多串锂电控制板对应连接；所述DC/DC转换电路5转换所述供电线路的直流电压并供电于MCU控制模块1，若干逻辑锁存控制电阻模块相互串联后一端连接所述供电线路，该连接供电线路端引出一电压线，各逻辑锁存控制电阻模块之间皆引出一电压线，所述若干逻辑锁存控制电阻模块的电阻值分别受MCU控制模块1控制，所述各逻辑锁存控制电阻模块引出的电压线能够对应依次连接在待测多串锂电控制板的各串锂电控制板之间；所述地线上连接有电阻RS，所述信号放大电路2探知电阻RS两端电压并传信于MCU控制模块1；所述MCU控制模块1通过D/A转换电路6控制恒定直流负载3的电流量。
在本实施例中，所述自动测试仪还包括LCD显示模块7、控制按键组8和存储芯片9；所述LCD显示模块7受MCU控制模块1控制显示，所述控制按键组8传信连接MCU控制模块1，所述存储芯片9受MCU控制模块1控制与MCU控制模块1数据传输。
所述逻辑锁存控制电阻模块由五个电阻和一个逻辑锁存器组成，所述五个电阻相互并联，其中四个电阻的所在连接线路受逻辑锁存器控制通断。
所述自动测试仪设有十六个逻辑锁存控制电阻模块。
在本实施例中供电线路连接多串锂电控制板的正极BAT+,地线连接多串锂电控制板的负极BAT-，以18串锂电控制板为例，各串锂电控制板之间连接各逻辑锁存控制电阻模块引出电压线的部位从正极BAT+至负极BAT-依次标记为B1、B2、B3……B16，第一组逻辑锁存控制电阻模块中，逻辑锁存器的四个通断开关标记为S1A、S1B、S1C、S1D，五个电阻依次对应标记为R1、R1A、R1B、R1C、R1D；依次类推，第十六组逻辑锁存控制电阻模块中，逻辑锁存器的四个通断开关标记为S16A、S16B、S16C、S16D，五个电阻依次对应标记为R16、R16A、R16B、R16C、R16D。
本实施例主要电器参数如下表：
项目 代号 规格
1.电池串数 V 4～16串
2.各通道电压范围 VC 1.6V～4.5V
3.P+～P-加载电流 ID 0～30A
4.电源供电 VIN AC220V50HZ
5.最大工作电压 VM 60V。
6.测试时间 IS 80s
本实施例功能和原理分析如下：
1.电源供应：使用220V市电供电，220V交流电通过直流稳压电源开关电路(即AC/DC转换电路)转换为直流电压供多串锂电控制板正负极BAT+～BAT-间电压，在通过DC/DC转换电路转换为5V电压给MCU控制模块(单片机)、存储块、D/A转换电路、恒流负载电路等仪器内模块供电。
2.各通道电压：通过精密电阻分压获得，单片机通过逻辑锁存器控制，以连接点B1～B2间电压为例说明。设定电阻R1为1K，电阻R1A为2K，电阻R1B为4K，电阻R1C为8K，电阻R1D为8K，多串锂电控制板正负极BAT+～BAT-间电压计算为VBAT＝54V,开关闭合时设定为1，开关断开时为0，增值表如下：
序号 S1A S1B S1C S1D 阻值
1 0 0 0 0 1K
2 0 0 0 1 0.89K
3 0 0 1 0 0.89K
4 0 0 1 1 0.8K
5 0 1 0 0 0.8K
6 0 1 0 1 0.73K
7 0 1 1 0 0.73K
8 0 1 1 1 0.67K
9 1 0 0 0 0.67K
10 1 0 0 1 0.62K
11 1 0 1 0 0.62K
12 1 0 1 1 0.57K
13 1 1 0 0 0.57K
14 1 1 0 1 0.53K
15 1 1 1 0 0.53K
16 1 1 1 1 0.5K
通过控制各逻辑锁存控制电阻模块的阻值实现各通道间电压变化。
3.过充，过放测试：单片机控制连接点B1～B2的输出电压，设为VC1，分别处于正常状态、过充电电压状态及过放电电压状态，让其它通道输出正常电压，侦测负载与地线间电压(图1中PACK+～PACK-间电压)，设为VO，下表为测试项目参照表：
序号 状态 VC1 VO
1 正常状态 VC VBAT±0.1V
2 过充状态 VOV VBAT-0.2～VBAT-0.5
3 过放状态 VUL 0～0.1V
*其中VC、VOV、、VUL由用户设定。
连续侦测16各通道，其它通道测试方法相同。
4.加载、过电流、短路测试：单片机输出数字信号，通过D/A转换电路转换成模拟信号控制恒定直流负载的电流，设为ID，单片机侦测负载与地线间电压(图1中PACK+～PACK-间电压)，下表为测试项目参照表：
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
*其中IO、IOC、、IS由用户设定。
5.漏电流测试：当控制板处于正常状态时，信号放大电路将电阻RS端电压放大并A/D转换后传送给单片机，与用户设定值进行比较。
6.LCD显示：单片机传输数据给LCD显示模块，显示测试信息，并将故障在屏幕上显示，便于维修。
7.参数设定：存储芯片存储用户设定数据，用户可通过控制按键和LCD显示模块配合设置，设置参数将通过相关写码器写入到存储块相应地址中。
本实施例的主要优点在于：一键式操作，自动化程度高，测试速度块，操作简单；结构简单，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；应用范围广，4～18串锂电池控制板均可使用；LCD显示故障原因，便于不良分析。

Claims (3)

1.一种多串锂电控制板自动测试仪，其特征在于：包括MCU控制模块(1)、信号放大电路(2)、恒定直流负载(3)、AC/DC转换电路(4)、DC/DC转换电路(5)、D/A转换电路(6)和若干逻辑锁存控制电阻模块；
所述AC/DC转换电路(4)转换交流电为直流供电并引出供电线路，该供电线路与地线之间供待测多串锂电控制板对应连接；所述DC/DC转换电路(5)转换所述供电线路的直流电压并供电于MCU控制模块(1)，若干逻辑锁存控制电阻模块相互串联后一端连接所述供电线路，该连接供电线路端引出一电压线，各逻辑锁存控制电阻模块之间皆引出一电压线，另所述各逻辑锁存控制电阻模块皆由五个电阻和一个逻辑锁存器组成，所述五个电阻相互并联，其中四个电阻的所在连接线路受逻辑锁存器控制通断，且所述若干逻辑锁存控制电阻模块的逻辑锁存器分别受MCU控制模块(1)控制，所述各逻辑锁存控制电阻模块引出的电压线能够对应依次连接在待测多串锂电控制板的各串锂电控制板之间；所述地线上连接有电阻(RS)，所述信号放大电路(2)探知电阻(RS)两端电压并传信于MCU控制模块(1)；所述MCU控制模块(1)通过D/A转换电路(6)控制恒定直流负载(3)的电流量。
2.根据权利要求1所述的多串锂电控制板自动测试仪，其特征在于：所述自动测试仪还包括LCD显示模块(7)、控制按键组(8)和存储芯片(9)；所述LCD显示模块(7)受MCU控制模块(1)控制显示，所述控制按键组(8)传信连接MCU控制模块(1)，所述存储芯片(9)受MCU控制模块(1)控制与MCU控制模块(1)数据传输。
3.根据权利要求1所述的多串锂电控制板自动测试仪，其特征在于：所述自动测试仪设有十六个逻辑锁存控制电阻模块。
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