CN104535929A - 三电极电池极性切换电路 - Google Patents

Abstract

一种三电极电池极性切换电路，所述极性切换电路包括控制电路和极耳切换阵列，所述控制电路与所述极耳切换阵列相连，所述极耳切换阵列连于所述电压输入端VA、VB、VC与所述电压输出端V+、V-、X，及所述电流输入端IA、IB、IC与所述电流输出端I+、I-之间；所述控制电路通过控制所述极耳切换阵列使任一所述电压输出端能与任一所述电压输入端连通，且使任一所述电流输出端能与任一所述电流输入端连通。本发明能实现三电极电池极性自由切换。

Description

三电极电池极性切换电路

技术领域

三电极电池极性切换电路，应用于具有三个极性或对电池极性变换有需求的电池测量控制系统中，属电子检测技术领域。

背景技术

随着电池技术的不断发展，对新型单体电池的特性检测出现了第三极，即参考极电压的测试需求。原有的控制检测电路仅针对单体电池的两极进行控制检测，少有第三极的检测功能。

随着电池生产工艺的不断发展，电池的各种规格、尺寸、极耳定义繁多。各电池生产厂家对电池化成分容设备的特殊要求也不断增多。要求设备具备极性自动切换以适应不同电池和夹具的要求也应运而生。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种能实现三电极电池极性自由切换的电路。

本发明的发明目的通过如下技术方案实现：一种三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述极性切换电路包括用于与三电极电池三极耳的电压端分别对应相连的电压输入端VA、VB、VC，用于与公共的电压控制采样回路的电压信号输入端分别对应相连的电压输出端V+、V-、X，用于与三电极电池三极耳的电流端分别对应相连的电流输入端IA、IB、IC，和用于与公共的电流控制采样回路的电流信号输入端分别对应相连的电流输出端I+、I-，所述极性切换电路还包括控制电路和极耳切换阵列，所述控制电路与所述极耳切换阵列相连，所述极耳切换阵列连于所述电压输入端VA、VB、VC与所述电压输出端V+、V-、X，及所述电流输入端IA、IB、IC与所述电流输出端I+、I-之间；

所述控制电路通过控制所述极耳切换阵列使任一所述电压输出端能与任一所述电压输入端连通，且使任一所述电流输出端能与任一所述电流输入端连通。

所述极耳切换阵列由继电器构成，所述继电器的控制线圈连于所述控制电路中。

所述极耳切换阵列至少包括四个双刀双掷的继电器，四个双刀双掷的继电器两两串联形成两个串联系列，每个串联系列具有两条并行的切换线路，分别用于控制电压、电流信号的切换，四条切换线路的输出端分别与所述电压输出端V+、V-、所述电流输出端I+、I-一一对应相连，每条切换线路包括两个刀闸，分别为输入端刀闸和输出端刀闸，输入端刀闸的两个触点连接两个所述电压或电流输入端，输出端刀闸的两个触点连接另一个所述电压或电流输入端及输入端刀闸的动触头，输出端刀闸的动触头连接所述电压或电流输出端；

所述电压输出端V+与所述电流输出端I+连接同一串联系列的两条切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系一致，所述电压输出端V-与所述电流输出端I-连接同一串联系列的两路切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系也一致，以便使所述电压输出端V+与所述电流输出端I+的输出绑定，所述电压输出端V-与所述电流输出端I-的输出绑定，绑定即分别连通同一极耳的电压、电流输入端。

所述控制电路包括三极管，三极管的基极通过限流电阻与驱动信号输入端相连，三极管的集电极通过并联系列与驱动电源相连，三极管的发射极与DGND(即数字地)相连，所述并联系列由所述继电器的控制线圈和反向并联的续流二极管组成。

所述极耳切换阵列包括6个继电器，所述控制电路包括5个三极管，其中一个三极管的并联系列包括两个并联的继电器控制线圈，以便简化控制电路。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明电路简单，适用于各种三电极电池在化成分容过程中对其各个极耳的电压、电流进行检测，由于本发明的极性切换电路与控制和采样回路相对独立，所以可在现有的双极耳控制测量系统上直接扩展，提高了设备的兼容性，而且操作简单，成本低，安全可靠。

附图说明

图1是本发明控制电路的较佳实施例的电路原理图；

图2是本发明极耳切换阵列的较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

三电极电池包括三个极耳A、B、C，每个极耳上都设有一个电压端和一个电流端。本发明极性切换电路的作用是将三个极耳A、B、C的电压端以任意顺序与公共的电压控制采样回路的电压信号输入端V′+、V′-、X′一一连通，将公共的电流控制采样回路的电流信号输入端I′+、I′-与三个极耳A、B、C的电流端的任意两个分别连通，且电压信号输入端V′+与电流信号输入端I′+的输入绑定，电压信号输入端V′-与电流信号输入端I′-的输入绑定，绑定即分别连通同一极耳A、B或C的电压、电流端，即电压信号输入端V′+连通VA时，电流信号输入端I′+则连通IA，依此类推。

本发明的三电极电池极性切换电路包括用于与三电极电池三极耳A、B、C的电压端分别对应相连的电压输入端VA、VB、VC，用于与公共的电压控制采样回路的电压信号输入端V′+、V′-、X′分别对应相连的电压输出端V+、V-、X，用于与三电极电池三极耳A、B、C的电流端分别对应相连的电流输入端IA、IB、IC，和用于与公共的电流控制采样回路的电流信号输入端I′+、I′-分别对应相连的电流输出端I+、I-，还包括控制电路和极耳切换阵列，控制电路与极耳切换阵列相连，极耳切换阵列连于电压输入端VA、VB、VC与电压输出端V+、V-、X，及电流输入端IA、IB、IC与电流输出端I+、I-之间，控制电路通过控制极耳切换阵列使任一电压输出端能与任一电压输入端连通，且使任一电流输出端能与任一电流输入端连通。

如图1所示，本实施例的控制电路包括5个三极管Q2～6，三极管Q2～6的基极分别通过限流电阻R1～5与驱动信号输入端相连，以便分别输入驱动信号P1～5，三极管Q2～6的集电极分别通过并联系列与驱动电源VCC相连，三极管Q2～6的发射极与DGND即数字地相连，并联系列由继电器K1～6的控制线圈K1A～K6A和反向并联的续流二极管D1～5组成，续流二极管D1～D6可以避免感应电压损坏器件，除三极管Q2上的并联系列包括两个并联的控制线圈K3A和K1A外，其它并联系列的控制线圈和续流二极管都是一对一的关系。当驱动信号P1～5为高电平时，共射极三极管Q2～6导通，继电器K1～6的控制线圈K1A～K6A带电，驱动继电器K1～6的刀闸闭合。

在其它实施例中，本发明控制电路也可以直接采用6个三极管对6个控制线圈分别进行控制。

如图2所示，本实施例的极耳切换阵列包括了6个双刀双掷的继电器K1～6，6个双刀双掷的继电器K1～6两两串联形成3个串联系列，每个串联系列具有两条并行的切换线路，分别用于控制电压、电流信号的切换，每条切换线路包括两个刀闸，即图2中的K1B和K2B，K3B和K4B，K5B和K6B，K1C和K2C,K3C和K4C,K5C和K6C,分别为输入端刀闸和输出端刀闸，输入端刀闸的两个触点即常闭触点2或7和常开触点4或5连接两个电压或电流输入端，输出端刀闸的两个触点2和4或7和5连接另一个电压或电流输入端及输入端刀闸的动触头3或6，输出端刀闸的动触头3或6连接电压或电流输出端，即电压输出端V+、V-、X、电流输出端I+或I-。由于本发明只有5个输出端，所以一路切换电路空置，即图2中的K1B和K2B。

电压输出端V+与电流输出端I+连接同一串联系列的两条切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系一致，电压输出端V-与电流输出端I-连接同一串联系列的两路切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系也一致，即如图2所示，I+和V+之间的串联系列都由继电器K3和K4组成，刀闸K3B的常开触点4与极耳A的电流端相连，常闭触点2与极耳B的电流端相连，刀闸K4B的常闭触点2、常开触点4分别与极耳C的电流端和刀闸K3B的动触头3相连，相应的，刀闸K3C的常开触点5则与极耳A的电压端相连，常闭触点7则与极耳B的电压端相连，刀闸K4C的常闭触点7、常开触点5则分别与极耳C的电压端和刀闸K3C的动触头6相连，如此即可通过硬件实现电压输出端V+与电流输出端I+的输出绑定，电压输出端V-与电流输出端I-的输出绑定。

本发明电压输出端X与电压输入端VA、VB、VC之间的串联系列也可以由两个单刀双掷的继电器组成。本发明电压输出端V+、V-、电流输出端I+、I-与电压输入端VA、VB、VC、电流输入端IA、IB、IC之间采用双刀双掷的继电器，一方便减少了继电器的数量，简化电路结构和控制过程，另一方面，从硬件方面实现了相应输出的绑定。

本发明继电器刀闸K1C和K3C的控制线圈K1A和K3A由同一驱动信号P1控制，这与其输出的逻辑特点相关，刀闸K1A与K3A的两触点都与VA、VB连通，不过两刀闸触点的接线相反，即一个是常闭触点与VA相连，另一个则是常闭触点与VA相连，以免将两电压输出端切换到同一电压输入端。

下面表1为本发明切换电路输入输出的映射表，其中1表示高电平、0表示低电平，A、B、C表示三个极耳。

表1

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述极性切换电路包括用于与三电极电池三极耳的电压端分别对应相连的电压输入端VA、VB、VC，用于与公共的电压控制采样回路的电压信号输入端分别对应相连的电压输出端V+、V-、X，用于与三电极电池三极耳的电流端分别对应相连的电流输入端IA、IB、IC，和用于与公共的电流控制采样回路的电流信号输入端分别对应相连的电流输出端I+、I-，所述极性切换电路还包括控制电路和极耳切换阵列，所述控制电路与所述极耳切换阵列相连，所述极耳切换阵列连于所述电压输入端VA、VB、VC与所述电压输出端V+、V-、X，及所述电流输入端IA、IB、IC与所述电流输出端I+、I-之间；

所述控制电路通过控制所述极耳切换阵列使任一所述电压输出端能与任一所述电压输入端连通，且使任一所述电流输出端能与任一所述电流输入端连通。

2.根据权利要求1所述的三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述极耳切换阵列由继电器构成，所述继电器的控制线圈连于所述控制电路中。

3.根据权利要求2所述的三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述极耳切换阵列至少包括四个双刀双掷的继电器，四个双刀双掷的继电器两两串联形成两个串联系列，每个串联系列具有两条并行的切换线路，分别用于控制电压、电流信号的切换，四条切换线路的输出端分别与所述电压输出端V+、V-、所述电流输出端I+、I-一一对应相连，每条切换线路包括两个刀闸，分别为输入端刀闸和输出端刀闸，输入端刀闸的两个触点连接两个所述电压或电流输入端，输出端刀闸的两个触点连接另一个所述电压或电流输入端及输入端刀闸的动触头，输出端刀闸的动触头连接所述电压或电流输出端；

所述电压输出端V+与所述电流输出端I+连接同一串联系列的两条切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系一致，所述电压输出端V-与所述电流输出端I-连接同一串联系列的两路切换线路，且该两条切换线路上刀闸的常开、常闭触点与极耳的对应关系也一致，以便使所述电压输出端V+与所述电流输出端I+的输出绑定，所述电压输出端V-与所述电流输出端I-的输出绑定，绑定即分别连通同一极耳的电压、电流输入端。

4.根据权利要求3所述的三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述控制电路包括三极管，三极管的基极通过限流电阻与驱动信号输入端相连，三极管的集电极通过并联系列与驱动电源相连，三极管的发射极与DGND相连，所述并联系列由所述继电器的控制线圈和反向并联的续流二极管组成。

5.根据权利要求4所述的三电极电池极性切换电路，其特征在于，所述极耳切换阵列包括6个继电器，所述控制电路包括5个三极管，其中一个三极管的并联系列包括两个并联的继电器控制线圈。