CN104614665A - 电池保护板测试仪及其通道输出电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通道输出电路及包括该通道输出电路的电池保护板测试仪，该通道输出电路用于调节电池保护板测试仪的通道输出电压，电池保护板测试仪的各通道串联在恒流源的输出端之间，其包括第一采样单元以及第一调节单元，第一采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，第一采样单元的输出端与第一调节单元的基准端连接，第一调节单元的输出端作为对应通道的输出端与电池保护板的测试点连接；通过第一采样单元与第一调节单元的实时采样调节，快速对电池保护板测试仪的测试通道的输出电压自动限压，有效保证电池保护板测试仪测试过程中的测试精度，有效提升电池保护板的测试效率。

Description

电池保护板测试仪及其通道输出电路

技术领域

本发明涉及电池测试领域，尤其涉及一种电池保护板测试仪及其通道输出电路。

背景技术

目前，电池保护板测试仪的输出通道的限压电路一般采用稳压管进行控制，由于稳压管的输出离散性较大，会导致其保护值与实际值偏差较大，保护精度较低；同时，稳压管通常是利用其内部的半导体的齐纳击穿特性实现限压，在工作时需要消耗电流，增大了电路额外的功耗，当稳压管消耗的功耗超过其最大功耗时，将损坏稳压管。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种通道输出电路，旨在实现快速精准地将电池保护板测试仪的通道输出电压限制在设定值内的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种通道输出电路，用于调节电池保护板测试仪的通道输出电压，所述电池保护板测试仪的各通道串联在恒流源的输出端之间，所述通道输出电路包括第一采样单元以及第一调节单元，所述第一采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，所述第一采样单元的输出端与所述第一调节单元的基准端连接，所述第一调节单元的输出端作为对应通道的输出端与电池保护板的测试点连接；其中，所述第一调节单元根据第一采样单元采样所得对应通道的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该对应通道的输出端进行调节。

优选地，所述第一采样单元包括第一电阻、第二电阻及电位器，所述第一电阻、电位器及第二电阻依次串联在对应通道的输出端的正极与负极之间，所述电位器的调节端作为所述第一采样单元的输出端与所述第一调节单元的基准端连接。

优选地，所述第一调节单元包括第一基准芯片、三极管及第三电阻，所述第一基准芯片的基准端与所述电位器的调节端连接，所述第一基准芯片的第一输出端与第三电阻的一端连接，所述第一基准芯片的第二输出端与对应通道的输出端的负极、所述三极管的集电极连接；所述第三电阻的另一端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极与对应通道的输出端的正极连接。

优选地，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板过压状态电压的过压单元，所述过压单元包括第一常开开关、第四电阻，所述第一常开开关与所述第四电阻串联在所述电位器的调节端与对应通道的输出端的负极之间。

优选地，所述过压单元还包括自动限压单元，所述自动限压单元包括第二采样单元及第二调节单元，所述第二采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，所述第二采样单元的输出端与所述第二调节单元的基准端连接，所述第二调节单元的输出端作为过压单元的输出端与电池保护板的测试点连接；所述第二调节单元根据第二采样单元采样所得对应通道的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该过压单元的输出电压进行限制。

优选地，所述第二采样单元包括第五电阻与第六电阻，所述第五电阻与第六电阻串联在对应通道的输出端的正极与负极之间，所述第五电阻与第六电阻的公共端作为所述第二采样单元的输出与所述第二调节单元的基准端连接。

优选地，所述第二调节单元包括第二基准芯片、第七电阻及MOS管，所述第二基准芯片的基准端与所述第五电阻与第六电阻的公共端连接，所述第二基准芯片的第一输出端经第七电阻与对应通道的输出端的正极、MOS管的栅极连接，所述第二基准芯片的第二输出端与对应通道的输出端的负极、MOS管的源极连接，所述MOS管的漏极与第一常开开关远离所述第四电阻的一端连接。

优选地，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板欠压状态电压的欠压单元，所述欠压单元包括第二常开开关、第八电阻，所述第二常开开关与所述第八电阻串联在所述电位器的调节端与对应通道的输出端的正极之间。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电池保护板测试仪，该电池保护板测试仪包括若干串联的测试通道，所述测试通道包括通道输出电路，该通道输出电路用于调节电池保护板测试仪的通道输出电压，所述电池保护板测试仪的各通道串联在恒流源的输出端之间，所述通道输出电路包括第一采样单元以及第一调节单元，所述第一采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，所述第一采样单元的输出端与所述第一调节单元的基准端连接，所述第一调节单元的输出端作为对应通道的输出端与电池保护板的测试点连接；其中，所述第一调节单元根据第一采样单元采样所得对应通道的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该对应通道的输出端进行调节。

本发明所提供的一种通道输出电路及包括该通道输出电路的电池保护板测试仪，通过第一采样单元与第一调节单元的实时采样调节，快速对电池保护板测试仪的测试通道的输出电压自动限压，有效保证电池保护板测试仪测试过程中的测试精度，有效提升电池保护板的测试效率。

附图说明

图1为本发明的电池保护板测试仪系统框图；

图2为本发明通道输出电路的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种通道输出电路。

参照图1及图2，图1为本发明的电池保护板测试仪系统框图，图2为本发明通道输出电路的电路结构示意图；在本实施例中，该通道输出电路用于调节电池保护板测试仪的通道输出电压，所述电池保护板测试仪的各通道500串联在恒流源600的输出端之间，其特征在于，所述通道输出电路包括第一采样单元100以及第一调节单元200，所述第一采样单元100的采样端与对应通道500的输出端连接，所述第一采样单元100的输出端与所述第一调节单元200的基准端连接，所述第一调节单元200的输出端作为对应通道500的输出端与电池保护板的测试点连接；其中，所述第一调节单元200根据第一采样单元100采样所得对应通道500的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该对应通道500的输出端进行调节。

该电池保护板测试仪具有若干测试通道500，每一测试通道500对应模拟一节电池，电池的输出范围为2.5V-4.7V，每一测试通道500的输出加载至电池保护板的测试点，对电池保护板的各项性能进行测试。由于电池保护板一般具有过压保护及欠压保护功能，在对电池保护板的正常工作状态的性能进行测试时，则要求测试通道500的输出电压必须在电池的正常输出范围内，即每一测试通道500的输出电压范围为2.5-4.7V。尤其是电池保护板的过压保护存在问题时，若加载在电池保护板的测试点的电压过高时，将对电池保护板上的元器件造成不可逆的损毁。

在本实施例中，以第一测试通道为例进行说明，其输出端的正极为V1+，负极为V1-，其他通道均参照第一测试通道的实施例，在此不一一赘述。通过第一采样单元100采样对应通道500的输出电压，当采样所得的电压值高于第一调节单元200的基准端的所提供的基准值时，则第一调节单元200将内部进行调节，使得该对应通道500的输出值减小，直到采样所得的电压值与基准值趋于一致时，调节过程结束。通过第一采样单元100与第一调节单元200的实时采样调节，对电池保护板测试仪的测试通道500的输出电压自动限压，有效保证电池保护板测试仪测试过程中的测试精度，有效提升电池保护板的测试效率。

具体地，在本实施例中，所述第一采样单元100包括第一电阻R1、第二电阻R2及电位器VR1，所述第一电阻R1、电位器VR1及第二电阻R2依次串联在对应通道500的输出端的正极与负极之间，所述电位器VR1的调节端作为所述第一采样单元100的输出端与所述第一调节单元200的基准端连接。

电位器VR1的阻值通过调节端分成上端电阻Rp和下端电阻Rn，从而第一采样单元100通过分压电路采样下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值，输出至第一调节单元200的基准端，通过分压值与基准值进行比较，当下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值大于第一调节单元200的基准值时，则第一调节单元200将减小其输出，从而使得通道500的输出端的电压值降低，直到下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值小于或等于第一调节单元200的基准值为止，达到限压的目的。

在本实施例中，当下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值均小于或等于第一调节单元200的基准值时，此时，设定第一调节单元200的基准端的电压为Vref，设定第一测试通道500输出端的电压为Ua，从而根据分压原理得出，Ua＝Vref*(Rp+Rn+R1+R2)/(Rn+R2)，则通过对电位器VR1、第一电阻R1、第二电阻R2的阻值进行选择，可使通道500的输出电压在2.5V-4.7V之间进行调节。

具体地，所述第一调节单元200包括第一基准芯片U1、三极管Q1及第三电阻R3，所述第一基准芯片U1的基准端1与所述电位器VR1的调节端连接，所述第一基准芯片U1的第一输出端2与第三电阻R3的一端连接，所述第一基准芯片U1的第二输出端3与对应通道500的输出端的负极、所述三极管Q1的集电极c连接；所述第三电阻R3的另一端与所述三极管Q1的基极b连接，所述三极管Q1的发射极e与对应通道的输出端的正极连接。

该第一基准芯片U1的基准端1提供基准电压值，通过上述采样所得下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值与基准电压值进行比较，当下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值大于第一基准芯片U1内部的基准电压值时，此时，该第一基准芯片U1的第一输出端的输出将减小，即第一基准芯片U1的第一输出端2与第二输出端3的压降减小；由于各通道的工作电源由恒流源600提供，从而三极管Q1的发射极e的电流恒定，三极管Q1的发射极e与基极b之间的压降将保持不变，第三电阻R3上的压降也将基本保持不变，第一测试通道500的输出端的电压为三极管Q1的发射极e与基极b之间的压降、第三电阻R3上的压降以及第一基准芯片U1的第一输出端2与第二输出端3的压降之和，从而第一测试通道500的输出端的电压将整体下降，直到下端电阻Rn与第二电阻R2的分压值均小于或等于第一基准芯片U1内部的基准电压值，整个调节过程结束，达到自动限压的目的。

为了防止过高电压冲击第一基准芯片U1，在第一基准芯片U1的基准端1与第一输出端2之间还连接有用于缓冲的第一电容C1。

在本实施例中，三极管Q1优选为结电容较小的PNP型三极管Q1。

进一步地，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板过压状态电压的过压单元300，所述过压单元300包括第一常开开关OV1、第四电阻R4，所述第一常开开关OV1与所述第四电阻R4串联在所述电位器VR1的调节端与对应通道500的输出端的负极之间。

由于需对电池保护板的过压保护功能进行测试，从而每个测试通道还需提供过压状态电压。仍以第一测试通道为例进行说明，当按下第一常开开关OV1时，此时第四电阻R4与下端电阻Rn、第二电阻R2并联后再与上端电阻Rp、第一电阻R1串联，因此，在第一常开开关OV1闭合的瞬间，根据串并联电阻计算，得出第一测试通道输出端的电压为Ua＝Vref*{(Rp+R1+(Rn+R2)//R4}/{(Rn+R2)//R4}，此时第一测试通道500输出端的电压将增大，其范围为4.5V至4.7V。即按下第一常开开关OV1时，快速实现第一测试通道500的输出电压直接跳转至电池保护板的过压状态，从而对电池保护板的过压保护功能进行测试。

进一步地，所述过压单元300还包括自动限压单元，所述自动限压单元包括第二采样单元310及第二调节单元320，所述第二采样单元310的采样端与对应通道的输出端连接，所述第二采样单元310的输出端与所述第二调节单元320的基准端连接，所述第二调节单元320的输出端作为过压单元300的输出端与电池保护板的测试点连接；所述第二调节单元320根据第二采样单元310采样所得对应通道500的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该过压单元300的输出电压进行限制。

由于对电池保护板的过压保护功能进行测试时，一般加载4.5V-4.7V范围的电压进行测试，当电压超过4.7V，尤其超过5V时，可能对电池保护板的其他模块因过高电压冲击而损坏，因此，在测试过程中，通常控制加载在电池保护板的测试点的电压值限制在5V以下。当第一常开开关OV1在闭合的瞬间，此时若电位器VR1的调节端调节至最下端，即上端电阻Rp阻值最大、下端电阻Rn阻值最小时，则可能存在第一测试通道500的输出电压瞬间过大的情况，可能超过5V，因此，在测试过程中，应避免此种情况。

通过在过压单元300增加自动限压单元，对过压状态的输出电压进行限制，将能够很好地避免上述情况的发生。在本实施例中，自动限压单元包括第二采样单元310与第二调节单元320，通过第二采样单元310对过压状态下的第一测试通道500的输出电压进行采样，并将采样所得的电压值传送至第二调节单元320，第二调节单元320根据采样所得的电压值与其内部的基准值进行比较，当采样所得的电压值大于其内部的基准值时，则第二调节单元320将内部进行调节，使得该对应通道500的输出值减小，直到采样所得的电压值与基准值趋于一致时，调节过程结束。通过第二采样单元310与第二调节单元320的实时采样调节，对电池保护板测试仪的测试通道500的过压状态下的输出电压自动限压，有效保证电池保护板测试仪测试过程中的测试环境正常，提高测试效率。

具体地，所述第二采样单元310包括第五电阻R5与第六电阻R6，所述第五电阻R5与第六电阻R6串联在对应通道500的输出端的正极与负极之间，所述第五电阻R5与第六电阻R6的公共端作为所述第二采样单元310的输出与所述第二调节单元320的基准端连接。

第二调节单元320包括第二基准芯片U2、第七电阻R7及MOS管Q2，所述第二基准芯片U2的基准端1与所述第五电阻R5与第六电阻R6的公共端连接，所述第二基准芯片U2的第一输出端2经第七电阻R7与对应通道500的输出端的正极、MOS管Q2的栅极g连接，所述第二基准芯片U2的第二输出端3与对应通道500的输出端的负极、MOS管Q2的源极s连接，所述MOS管Q2的漏极d与第一常开开关OV1远离所述第四电阻R4的一端连接。

在本实施例中，第一基准芯片U1与第二基准芯片U2的型号相同。第二采样单元310采样第六电阻R6相对该第一测试通道的输出端的分压值，并将第六电阻R6分压所得的值与第二基准芯片U2的基准端所提供的基准值进行比较，设定第二基准芯片U2的基准端的电压为Ub，则根据分压原理可得，Ub＝Ua*R7/(R6+R7)，在过压单元300提供的电压值未超出5V时，此时第二基准芯片U2的基准端的电压值Ub将小于第二基准芯片U2内部的基准值Vref，此时MOS管Q2导通，并工作在饱和区。

当过压单元300提供的电压值超出5V时，则第二采样单元310采样第六电阻R6的分压值大于第二基准芯片U2内部的基准值，该第二基准芯片U2的第一输出端2的输出将减小，第二基准芯片U2的第一输出端2与第二输出端3的压降减小，即MOS管Q2的栅极g与源极s之间的压降Vgs减小，相当于MOS管Q2的内阻减小；在本实施例中，MOS管Q2的内阻与第四电阻R4串联构成与下端电阻Rn及第二电阻R2相并联的支路，则整个第一采样单元100的总电阻将减小，由于各通道500的工作电源由恒流源提供，从而使得第一测试通道500的输出电压迅速减小，直至第六电阻R6的分压值小于或等于第二基准芯片U2内部的基准电压值，即第一测试通道500的输出电压恢复至5V以下，整个调节过程结束，达到自动限压的目的。

为了防止过高电压冲击第二基准芯片U2，在第二基准芯片U2的基准端1与第一输出端2之间还连接有用于缓冲的第二电容C2。

在本实施例中，该MOS管Q2优选为N沟道增强型MOS管Q2。

进一步地，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板欠压状态电压的欠压单元400，所述欠压单元400包括第二常开开关UV1、第八电阻R8，所述第二常开开关UV1与所述第八电阻R8串联在所述电位器VR1的调节端与对应通道500的输出端的正极之间。

由于需对电池保护板的欠压保护功能进行测试，从而每个测试通道500还需提供欠压状态电压。仍以第一测试通道为例进行说明，当按下第二常开开关UV1时，此时第八电阻R8与上端电阻Rp、第一电阻R1并联后再与下端电阻Rn、第二电阻R2串联，因此，在第二常开开关UV1闭合的瞬间，根据串并联电阻计算，得出第一测试通道输出端500的电压为Ua＝Vref*{(Rp+R1)//R8+Rn+R2}/Rn+R2，此时第一测试通道500输出端的电压将减小，其范围为2.4V以下。即按下第二常开开关UV1时，快速实现第一测试通道500的输出电压直接跳转至电池保护板的欠压状态，从而对电池保护板的欠压保护功能进行测试。

本发明还提供一种电池保护板测试仪，该电池保护板测试仪包括若干串联的测试通道，该测试通道包括通道输出电路，该通道输出电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例的描述，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种通道输出电路，用于调节电池保护板测试仪的通道输出电压，所述电池保护板测试仪的各通道串联在恒流源的输出端之间，其特征在于，所述通道输出电路包括第一采样单元以及第一调节单元，所述第一采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，所述第一采样单元的输出端与所述第一调节单元的基准端连接，所述第一调节单元的输出端作为对应通道的输出端与电池保护板的测试点连接；其中，

所述第一调节单元根据第一采样单元采样所得对应通道的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该对应通道的输出端进行调节。

2.如权利要求1所述的通道输出电路，其特征在于，所述第一采样单元包括第一电阻、第二电阻及电位器，所述第一电阻、电位器及第二电阻依次串联在对应通道的输出端的正极与负极之间，所述电位器的调节端作为所述第一采样单元的输出端与所述第一调节单元的基准端连接。

3.如权利要求2所述的通道输出电路，其特征在于，所述第一调节单元包括第一基准芯片、三极管及第三电阻，所述第一基准芯片的基准端与所述电位器的调节端连接，所述第一基准芯片的第一输出端与第三电阻的一端连接，所述第一基准芯片的第二输出端与对应通道的输出端的负极、所述三极管的集电极连接；所述第三电阻的另一端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极与对应通道的输出端的正极连接。

4.如权利要求2所述的通道输出电路，其特征在于，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板过压状态电压的过压单元，所述过压单元包括第一常开开关、第四电阻，所述第一常开开关与所述第四电阻串联在所述电位器的调节端与对应通道的输出端的负极之间。

5.如权利要求4所述的通道输出电路，其特征在于，所述过压单元还包括自动限压单元，所述自动限压单元包括第二采样单元及第二调节单元，所述第二采样单元的采样端与对应通道的输出端连接，所述第二采样单元的输出端与所述第二调节单元的基准端连接，所述第二调节单元的输出端作为过压单元的输出端与电池保护板的测试点连接；所述第二调节单元根据第二采样单元采样所得对应通道的输出值，并将该输出值与内部的基准值进行比较，根据比较结果，对该过压单元的输出电压进行限制。

6.如权利要求5所述的通道输出电路，其特征在于，所述第二采样单元包括第五电阻与第六电阻，所述第五电阻与第六电阻串联在对应通道的输出端的正极与负极之间，所述第五电阻与第六电阻的公共端作为所述第二采样单元的输出与所述第二调节单元的基准端连接。

7.如权利要求6所述的通道输出电路，其特征在于，所述第二调节单元包括第二基准芯片、第七电阻及MOS管，所述第二基准芯片的基准端与所述第五电阻与第六电阻的公共端连接，所述第二基准芯片的第一输出端经第七电阻与对应通道的输出端的正极、MOS管的栅极连接，所述第二基准芯片的第二输出端与对应通道的输出端的负极、MOS管的源极连接，所述MOS管的漏极与第一常开开关远离所述第四电阻的一端连接。

8.如权利要求2所述的通道输出电路，其特征在于，所述通道输出电路还包括用于提供电池保护板欠压状态电压的欠压单元，所述欠压单元包括第二常开开关、第八电阻，所述第二常开开关与所述第八电阻串联在所述电位器的调节端与对应通道的输出端的正极之间。

9.一种电池保护板测试仪，其特征在于，所述电池保护板测试仪包括若干串联的测试通道，所述测试通道包括如权利要求1至8任一项所述的通道输出电路。