CN104459545A - 控制电路及具有该控制电路的电池短路测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制电路，包括降压整流单元、短路单元、比较单元和报警单元；降压整流单元连接外界交流电，用于将外界交流电转换为直流电；短路单元连接至降压整流单元的输出端，接收直流电，短路单元还用于连接至电池，以控制电池短路；电池的温度随电池的短路时间而变化，比较单元电连接至短路单元，且与电池热耦合，用于比较电池的温度和温度阈值，当电池的温度低于温度阈值时，比较单元输出低电平信号至报警单元，报警单元导通而发出警报。该控制电路结构简单、安全性、可靠性强、易操作。还解决了影响人身安全和效率低下的问题，同时提高了测试数据的准确性。另，还公开了一种电池短路测试装置。

Description

控制电路及具有该控制电路的电池短路测试装置

技术领域

本发明涉及电池测试领域，尤其涉及一种控制电路及具有该控制电路的电池短路测试装置。

背景技术

电池作为一种储能的装置，在人们日常生活中使用越来越频繁，因而对其安全性能要求也较高。电池短路试验是其中一项重要的安全测试环节。当电池短路后，温度降低到高于常温10度以下时，该电池短路试验完成。因此，测试过程中，需对电池表面温度频繁监控，人为测试该温度效率较低。另外，在电池短路测试过程中，电池的电流较大（约几十安培或几百安培），且易着火爆炸，对近距离测试的操作人员的人身安全危害较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种控制电路及具有该控制电路的电池短路测试装置，可提高电池短路试验的测试效率，减小对操作人员人身安全发生危害的概率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种控制电路，包括降压整流单元、短路单元、比较单元和报警单元；

所述降压整流单元连接外界交流电，用于将所述外界交流电转换为直流电；

所述短路单元连接至所述降压整流单元的输出端，接收所述直流电，所述短路单元还用于连接至电池，以控制所述电池短路；

所述电池的温度随所述电池的短路时间而变化，所述比较单元电连接至所述短路单元，且与所述电池热耦合，用于比较所述电池的温度和温度阈值，当所述电池的温度低于所述温度阈值时，所述比较单元输出低电平信号至所述报警单元，所述报警单元导通而发出警报。

其中，所述短路单元包括继电器、第一开关管和轻触开关；所述继电器的公共端和常开端分别连接至所述电池的正负极，所述继电器的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述继电器的第二端连接至所述第一开关管的第一端；所述第一开关管的控制端连接至所述比较单元，所述第一开关管的第二端接地；所述轻触开关的第一端连接至所述继电器的第二端，所述轻触开关的第二端接地。

其中，所述轻触开关瞬间导通时，所述降压整流单元的输出端给所述继电器供电，所述继电器启动，所述继电器的常开端切换到闭合状态，使得所述电池短路；所述电池在短路瞬间快速升温，而后随时间延长逐渐降温。

其中，当所述电池的温度高于所述温度阈值时，所述比较单元输出高电平信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管导通，从而控制所述继电器持续启动工作；当所述电池的温度低于所述温度阈值时，所述比较单元输出低电平信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管截止，所述继电器停止工作，所述继电器的常开端处于断开状态。

其中，所述比较单元包括热敏电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压比较器；所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻器，所述热敏电阻与所述电池热耦合且用于检测所述电池的表面温度，所述热敏电阻的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述热敏电阻的第二端经所述第一电阻接地；所述第二电阻的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地；所述电压比较器的同相输入端连接至所述热敏电阻的第二端，所述电压比较器的反相输入端连接至所述第二电阻的第二端，所述电压比较器的输出端连接至所述第一开关管的控制端。

其中，所述电池的温度阈值为35℃至25℃。

其中，所述报警单元包括反相器、第二开关管和蜂鸣器，所述反相器的输入端连接至所述电压比较器的输出端，所述反相器的输出端连接至所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的第一端连接经所述蜂鸣器连接至所述降压整流单元的输出端，所述第二开关管的第二端接地。

其中，所述第一开关管和所述第二开关管均为场效应管；所述第一开关管的控制端为栅极，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为源极；所述第二开关管的控制端为栅极，所述第二开关管的第一端为漏极，所述第二开关管的第二端为源极。

其中，所述降压整流单元包括变压器、整流桥和三端稳压源，所述变压器的两输入端连接至所述外界交流电，所述变压器的两输出端连接至所述整流桥的两输入端，所述整流桥的第一输出端连接至所述三端稳压源的输入端，所述整流桥的第二输出端接地，所述三端稳压源的接地端接地，所述三端稳压源的输出端作为所述降压整流单元的输出端。

另外，本发明还提供了一种电池短路测试装置，包括电池和上述的控制电路，所述控制电路用于对所述电池进行短路控制，以对所述电池测试进行短路测试。

综上，本发明提供的电池短路测试装置，利用轻触开关触发继电器从而将电池短路，通过热敏电阻感应电池短路后表面温度的变化，并通过电压比较器进行高低电平转换从而控制继电器的通断，直至电池的表面温度降低到阈值温度值以下，电池短路测试才完成。当电池的短路测试完成时，还通过蜂鸣器发出警报以提醒操作人员。该电池短路测试装置简单、安全性、可靠性强、易操作。还解决了影响人身安全和效率低下的问题，同时提高了测试数据的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的控制电路的模块结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电池短路测试装置的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1，为本发明提供的控制电路100的模块结构示意图。控制电路100包括降压整流单元10、短路单元20、比较单元30和报警单元40。降压整流单元10连接外界交流电，用于将外界交流电转换为直流电。短路单元20连接至降压整流单元10的输出端，接收直流电，短路单元20还用于连接至电池200，以控制电池200短路。电池200的温度随电池200的短路时间而变化，比较单元30电连接至短路单元20，且与电池200热耦合，用于比较电池200的温度和温度阈值，当电池200的温度低于温度阈值时，比较单元30输出低电平信号至报警单元40，报警单元10导通而发出警报。

本发明实施例提供的控制电路100，通过短路单元20控制电池200短路。比较单元30控制短路单元20的通断。当电池200的温度降低到小于温度阈值时，所述电池200的短路测试完成，此时通过报警单元40发出警报以提醒操作人员。控制电路100简单、安全、可靠性强、易操作。还解决了影响人身安全和效率低下的问题，同时提高了测试数据的准确性。

以下结合具体实施例对本发明的实现作详细说明。

参见图2，短路单元20包括继电器K1、第一开关管Q1和轻触开关SW。继电器K1的公共端和常开端分别连接至电池200的正负极，继电器K1的第一端连接至降压整流单元10的输出端，继电器K1的第二端连接至第一开关管Q1的第一端。第一开关管Q1的控制端连接至比较单元30，第一开关管Q1的第二端接地。轻触开关SW的第一端连接至继电器K1的第二端，轻触开关SW的第二端接地。轻触开关SW用于触发继电器K1短路。为了防止继电器K1在切换触点时产生的大电流烧坏第一开关管Q1，可采用二极管VD并联于继电器K1上，二极管VD的正极连接至继电器K1的第二端，二极管VD的负极连接至继电器K1的第一端。本实施方式中，继电器K1为常开型继电器。

轻触开关SW瞬间导通时，降压整流单元10的输出端给继电器K1供电，继电器K1启动，继电器K1的常开端切换到闭合状态，使得电池200短路。电池200在短路瞬间快速升温，而后随时间延长逐渐降温。

当电池200的温度高于阈值温度值时，比较单元30输出高电平信号至第一开关管Q1的控制端，第一开关管Q1导通，从而控制继电器K1持续启动工作。当电池200的温度低于阈值温度值时，比较单元30输出低电平信号至第一开关管Q1的控制端，第一开关管Q1截止，继电器K1停止工作，继电器K1的常开端处于断开状态。本实施方式中，阈值温度值为35℃至25℃。

比较单元30包括热敏电阻Rt、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电压比较器IC1。热敏电阻Rt为负温度系数热敏电阻器，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。热敏电阻Rt与电池200热耦合且用于检测电池200的表面温度。热敏电阻Rt的第一端连接至降压整流单元10的输出端，热敏电阻Rt的第二端经第一电阻R1接地。第二电阻R2的第一端连接至降压整流单元10的输出端，第二电阻R2的第二端经第三电阻R3接地。电压比较器IC1的同相输入端连接至热敏电阻Rt的第二端，电压比较器IC1的反相输入端连接至第二电阻R2的第二端，电压比较器IC1的输出端连接至第一开关管Q1的控制端。另外，电压比较器IC1的输出端经第四电阻R4连接于第一开关管Q1的控制端，以限流。

报警单元40用于提醒操作人员，电池200的短路测试已完成。其具体实现方式为：当电池200的温度低于阈值温度值时，比较单元30输出低电平信号至报警单元40，报警单元40导通而发出警报。

报警单元40的具体电路为：报警单元40包括反相器IC2、第二开关管Q2和蜂鸣器SP，反相器IC2的输入端连接至电压比较器IC1的输出端，反相器IC2的输出端连接至第二开关管Q2的控制端，第二开关管Q2的第一端连接经蜂鸣器SP连接至降压整流单元10的输出端，第二开关管Q2的第二端接地。另外，蜂鸣器SP的第一端连接至第二开关管Q2的第一端，蜂鸣器SP的第二端经第五电阻R5连接至降压整流单元10的输出端，以限流。所述蜂鸣器SP还可采用LED光电报警器。

在本实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均为场效应管。第一开关管Q1的控制端为栅极，第一开关管Q1的第一端为漏极，第一开关管Q1的第二端为源极。第二开关管Q2的控制端为栅极，第二开关管Q2的第一端为漏极，第二开关管Q2的第二端为源极。在其他实施方式中，第一开关管Q1和第二开关管Q2可为三极管。

降压整流单元10包括变压器T、整流桥BD和三端稳压源E。变压器T的两输入端连接至外界交流电，变压器T的两输出端连接至整流桥BD的两输入端，整流桥BD的第一输出端连接至三端稳压源E的输入端，整流桥BD的第二输出端接地，三端稳压源E的接地端接地，三端稳压源E的输出端作为降压整流单元10的输出端。

为了保护电路，两个保险管FU分别连接于外界交流电的火线和零线上。第一电容C1并联于整流桥BD的第一输出端和第二输出端上，第二电容C2并联于三端稳压源E的输出端和接地端上。第一电容C1和第二电容C2起滤波和吸收峰值电压作用。

本实施方式中，三端稳压源E为7812型号，电压比较器IC1为LM358型，反相器IC2为CD4069型。

本发明还提供了一种电池短路测试装置，包括电池200和上述控制电路100，控制电路100用于对电池200进行短路控制，以对电池200测试进行短路测试。

综上，本发明实施例提供的电池短路测试装置，利用轻触开关SW触发继电器K1从而将电池200短路，通过热敏电阻Rt感应电池200短路后表面温度的变化，并通过电压比较器IC1进行高低电平转换从而控制继电器K1的通断，直至电池200的表面温度降低到阈值温度值以下，电池200短路测试才完成。当电池200的短路测试完成时，还通过蜂鸣器SP发出警报以提醒操作人员。该电池短路测试装置简单、安全、可靠性强、易操作。还解决了影响人身安全和效率低下的问题，同时提高了测试数据的准确性。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制电路，其特征在于，包括降压整流单元、短路单元、比较单元和报警单元；

所述降压整流单元连接外界交流电，用于将所述外界交流电转换为直流电；

所述短路单元连接至所述降压整流单元的输出端，接收所述直流电，所述短路单元还用于连接至电池，以控制所述电池短路；

所述电池的温度随所述电池的短路时间而变化，所述比较单元电连接至所述短路单元，且与所述电池热耦合，用于比较所述电池的温度和温度阈值，当所述电池的温度低于所述温度阈值时，所述比较单元输出低电平信号至所述报警单元，所述报警单元导通而发出警报。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述短路单元包括继电器、第一开关管和轻触开关；所述继电器的公共端和常开端分别连接至所述电池的正负极，所述继电器的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述继电器的第二端连接至所述第一开关管的第一端；所述第一开关管的控制端连接至所述比较单元，所述第一开关管的第二端接地；所述轻触开关的第一端连接至所述继电器的第二端，所述轻触开关的第二端接地。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述轻触开关瞬间导通时，所述降压整流单元的输出端给所述继电器供电，所述继电器启动，所述继电器的常开端切换到闭合状态，使得所述电池短路；所述电池在短路瞬间快速升温，而后随时间延长逐渐降温。

4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，当所述电池的温度高于所述温度阈值时，所述比较单元输出高电平信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管导通，从而控制所述继电器持续启动工作；当所述电池的温度低于所述温度阈值时，所述比较单元输出低电平信号至所述第一开关管的控制端，所述第一开关管截止，所述继电器停止工作，所述继电器的常开端处于断开状态。

5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述比较单元包括热敏电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压比较器；所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻器，所述热敏电阻与所述电池热耦合且用于检测所述电池的表面温度，所述热敏电阻的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述热敏电阻的第二端经所述第一电阻接地；所述第二电阻的第一端连接至所述降压整流单元的输出端，所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地；所述电压比较器的同相输入端连接至所述热敏电阻的第二端，所述电压比较器的反相输入端连接至所述第二电阻的第二端，所述电压比较器的输出端连接至所述第一开关管的控制端。

6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述电池的温度阈值为35℃至25℃。

7.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述报警单元包括反相器、第二开关管和蜂鸣器，所述反相器的输入端连接至所述电压比较器的输出端，所述反相器的输出端连接至所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的第一端连接经所述蜂鸣器连接至所述降压整流单元的输出端，所述第二开关管的第二端接地。

8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为场效应管；所述第一开关管的控制端为栅极，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为源极；所述第二开关管的控制端为栅极，所述第二开关管的第一端为漏极，所述第二开关管的第二端为源极。

9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述降压整流单元包括变压器、整流桥和三端稳压源，所述变压器的两输入端连接至所述外界交流电，所述变压器的两输出端连接至所述整流桥的两输入端，所述整流桥的第一输出端连接至所述三端稳压源的输入端，所述整流桥的第二输出端接地，所述三端稳压源的接地端接地，所述三端稳压源的输出端作为所述降压整流单元的输出端。

10.一种电池短路测试装置，其特征在于，包括电池和权利要求1～9任一项所述的控制电路，所述控制电路用于对所述电池进行短路控制，以对所述电池测试进行短路测试。