CN104617616B - 一种移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种移动电源测试充放电控制电路，包括MCU和与其连接的充放电切换单元，充放电切换单元包括充电开关驱动电路、充电开关、恒流控制电路、恒流MOS管、采样电阻以及用于充放电切换的继电器；充电开关驱动电路的一端与MCU连接、另一端与充电开关的一端连接，充电开关的另一端通过继电器与被测产品的正极连接，恒流控制电路的一端与MCU连接、另一端与恒流MOS管的栅极连接，恒流MOS管的漏极通过继电器与被测产品的负极连接，恒流MOS管的源极分别与恒流控制电路和采样电阻的一端连接，采样电阻的另一端接地。实施本发明的移动电源测试充放电控制电路，具有以下有益效果：成本较低。

Description

一种移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置

技术领域

本发明涉及电源测试领域，特别涉及一种移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置。

背景技术

随着数码产品的发展，尤其是智能手机、平板电脑等手持式数码产品的发展，其高清晰、大尺寸的显示屏及多核心运算控制单元的应用使数码产品的耗电量越来越大，加之手持式便携的特点，对产品的体积要求却越来越小，导致数码产品内置电池的使用时间(续航时间)满足不了消费者的使用需求。因此，一种可随身携带的便携式充电器应运产生了，即所谓的移动电源。

移动电源(Mobile Power Pack，MPP)，也叫“充电宝”，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电芯(或者干电池，较少见)作为储电单元，使用方便快捷。

移动电源市场需求的爆增，相应的生产测试需求也随之增长。作为移动电源的测试解决方案，通常由一台电压电流可调节的直流电源与一台直流电子负载共同完成，前者用于移动电源的充电测试，后者用于放电测试。很少有专门针对移动电源测试而设计的仪器，即便是有，也通常是将上述两种仪器进行简单组合而成，大批量使用成本均较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述需将两种仪器组合使用造成成本较高的缺陷，提供一种成本较低的移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种移动电源测试充放电控制电路，包括MCU和与其连接的充放电切换单元，所述充放电切换单元包括充电开关驱动电路、充电开关、恒流控制电路、恒流MOS管、采样电阻以及用于充放电切换的继电器；所述充电开关驱动电路的一端与所述MCU连接、另一端与所述充电开关的一端连接，所述充电开关的另一端通过所述继电器与所述被测产品的正极连接，所述恒流控制电路的一端与所述MCU连接、另一端与所述恒流MOS管的栅极连接，所述恒流MOS管的漏极通过所述继电器与所述被测产品的负极连接，所述恒流MOS管的源极分别与所述恒流控制电路和采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端接地。

在本发明所述的移动电源测试充放电控制电路中，所述继电器包括两组转换触点，第一组转换触点包括第一常闭触点、第二常开触点和第三常闭触点，第二组转换触点包括第四常闭触点、第五常开触点和第六常闭触点。

在本发明所述的移动电源测试充放电控制电路中，所述充电开关为充电MOS管，所述充电MOS管的栅极与所述充电开关驱动电路的另一端连接、源极与所述第一常闭触点连接，所述第三常闭触点和第五常开触点与所述被测产品的正极连接，所述第四常闭触点与所述恒流MOS管的漏极连接，所述第六常闭触点与所述被测产品的负极连接。

在本发明所述的移动电源测试充放电控制电路中，所述恒流控制电路包括电压比较器、同相放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二十二电阻、第一电容和第九电容；所述电压比较器的同向输入端通过所述第六电阻与MCU输出DAC信号的引脚连接，所述电压比较器的反向输入端通过所述第二十二电阻与所述同相放大器的电源引脚端连接，所述电压比较器的反向输入端还通过所述第三电阻与所述同相放大器的输出端连接，所述电压比较器的反向输入端还依次通过所述第一电容和第五电阻与其输出端连接，所述电压比较器的输出端通过所述第二电阻与所述恒流MOS管的栅极连接，所述电压比较器的输出端还通过所述第四电阻接地。

在本发明所述的移动电源测试充放电控制电路中，所述恒流控制电路还包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三电容、第四电容和第五电容，所述同相放大器的同相输入端通过所述第十电阻与所述恒流MOS管的源极连接，所述同相放大器的同相输入端还通过所述第三电容接地，所述同相放大器的反向输入端通过所述第十一电阻接地，所述第十二电阻与所述第四电容并联，并联的一端与所述同相放大器的反向输入端连接，并联的另一端与所述同相放大器的输出端连接，所述同相放大器的输出端还依次通过所述第十三电阻和第五电容接地，所述同相放大器的输出端还通过所述第十三电阻与所述MCU连接。

在本发明所述的移动电源测试充放电控制电路中，所述恒流MOS管和充电MOS管均为N沟道MOS管。

本发明还涉及一种移动电源测试装置，包括充放电控制电路、充电电压采集电路、放电电压采集电路、充电输出电路、放电输入电路、AC/DC电源转换器和风扇；所述充放电控制电路为上述移动电源测试充放电控制电路中的任意一种，所述充电电压采集电路的两个输入端分别与所述充电输出电路的两个输出端连接，所述充电电压采集电路的输出端与MCU连接，所述放电电压采集电路的两个输入端分别与所述放电输入电路的两个输出端连接，所述放电电压采集电路的输出端与所述MCU连接，所述充电输出电路的两个输出端还均与所述充放电切换单元连接，所述放电输入电路的两个输出端还均与所述MCU连接，所述风扇分别与所述AC/DC电源转换器和MCU连接，所述AC/DC电源转换器还分别与所述充电电压采集电路的一个输入端、所述充电输出电路的一个输出端和所述充放电切换单元连接。

在本发明所述的移动电源测试装置中，还包括RS232通讯接口和温度检测模块，所述RS232通讯接口和温度检测模块均与所述MCU连接。

在本发明所述的移动电源测试装置中，还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU连接。

在本发明所述的移动电源测试装置中，还包括键盘，所述键盘与所述MCU连接。

实施本发明的移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置，具有以下有益效果:由于使用充电开关驱动电路、充电开关、恒流控制电路、恒流MOS管、采样电阻以及用于充放电切换的继电器；使用继电器在充电与放电之间进行切换，也就是一个使用移动电源测试充放电控制电路就能实现移动电源的测试，不再需要将两种仪器组合在一起，节省了元器件，所以其成本较低。

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为本发明移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置一个实施例中移动电源测试充放电控制电路的结构示意图；

图2为所述实施例中充放电切换单元的电路原理图；

图3为所述实施例中移动电源测试装置的结构示意图。

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。

在本发明移动电源测试充放电控制电路及移动电源测试装置实施例中，其移动电源测试充放电控制电路的结构示意图如图1所示。图1中，该移动电源测试充放电控制电路包括MCU01和充放电切换单元02，MCU01和充放电切换单元02连接，其中，充放电切换单元02包括充电开关驱动电路21、充电开关Q105、恒流控制电路22、恒流MOS管Q101、采样电阻Rs以及继电器RL，继电器RL用于进行充放电之间的切换，充电开关驱动电路21的一端与MCU01连接、另一端与充电开关Q105的一端连接，充电开关Q105的另一端与通过继电器RL与被测产品的正极连接，恒流控制电路22的一端与MCU01连接、另一端与恒流MOS管Q101的栅极连接，恒流MOS管Q101的漏极通过继电器RL与被测产品的负极连接，恒流MOS管Q101的源极分别与恒流控制电路22和采样电阻Rs的一端连接，采样电阻Rs的另一端接地。由于使用继电器在充电与放电之间进行切换，也就是一个使用移动电源测试充放电控制电路就能实现移动电源的测试，不再需要将两种仪器组合在一起，节省了元器件，所以其成本较低。值得一提的是，本实施例中，被测产品为电池，当然，在本实施例的一些情况下，被测产品也可以是移动电源或其它数码产品等。

本实施例中，继电器RL包括两组转换触点，第一组转换触点包括第一常闭触点1、第二常开触点2和第三常闭触点3，第二组转换触点包括第四常闭触点4、第五常开触点5和第六常闭触点6。

图2为本实施例中充放电切换单元的电路原理图，本实施例中，上述充电开关Q101为充电MOS管Q101，充电MOS管Q101的栅极与充电开关驱动电路21的另一端连接、源极与第一常闭触点1连接，第三常闭触点3和第五常开触点5与被测产品的正极连接，第四常闭触点4与恒流MOS管Q101的漏极连接，第六常闭触点6与被测产品的负极连接。

本实施例中，恒流控制电路22包括电压比较器U101B、同相放大器U102A、第二电阻R102、第三电阻R103、第四电阻R104、第五电阻R105、第六电阻R106、第二十二电阻R122、第一电容C101和第九电容C109；电压比较器U101B的同向输入端通过第六电阻R106与MCU01输出DAC信号的引脚连接，电压比较器U101B的反向输入端通过第二十二电阻R122与同相放大器U102A的电源引脚端连接，电压比较器U101B的反向输入端还通过第三电阻R103与同相放大器U102A的输出端连接，电压比较器U101B的反向输入端还依次通过第一电容C101和第五电阻R105与其输出端连接，电压比较器U101B的输出端通过第二电阻R102与恒流MOS管Q101的栅极连接，电压比较器U101B的输出端还通过第四电阻R104接地。

本实施例中，恒流控制电路22还包括第十电阻R110、第十一电阻R111、第十二电阻R112、第十三电阻R113、第三电容C103、第四电容C104和第五电容C105，同相放大器U102A的同相输入端通过第十电阻R110与恒流MOS管Q101的源极连接，同相放大器U102A的同相输入端还通过第三电容C103接地，同相放大器U102A的反向输入端通过第十一电阻R111接地，第十二电阻R112与第四电容C104并联，并联的一端与同相放大器U102A的反向输入端连接，并联的另一端与同相放大器U102A的输出端连接，同相放大器U102A的输出端还依次通过第十三电阻R113和第五电容C105接地，同相放大器U102A的输出端还通过第十三电阻R113与MCU01连接。值得一提的是，本实施例中，恒流MOS管Q101和充电MOS管Q105均为N沟道MOS管。图2中虽然将恒流MOS管Q101和采样电阻Rs画了出来，但其不属于恒流控制电路22的一部分。

具体来讲，该移动电源测试充放电控制电路的工作原理是：移动电源测试充放电控制电路通电后，继电器RL处于常闭状态，即充电回路连接，放电回路断开。在充电模式下，MCU01控制充电MOS管Q105导通，电源VCC通过继电器RL的第一常闭触点1连接、第三常闭触点3与被测产品的正极连接，被测产品的负极依次通过继电器RL的第四常闭触点4、第六常闭触点6、恒流MOS管Q101与采样电阻Rs连接构成充电回路，该充电回路的最大电流值由恒流控制电路22决定。当需要切换到放电模式时，MCU01使继电器RL切换到常开状态，即继电器RL的第一常闭触点1与第三常闭触点3连接，第四常闭触点4与第五常开触点5连接，同时MCU01发出信号使充电MOS管Q105关断，即充电回路断开。被测产品的正极通过继电器RL的第四常闭触点4、第五常开触点5、恒流MOS管Q101和采样电阻Rs连接构成放电回路，放电电流值由恒流控制电路22决定。因此，无论是充电模式，还是放电模式，电流都会经过恒流MOS管Q101和采样电阻Rs，回路的限流值均由同一套恒流控制电路22控制。值得一提的是，电源VCC提供的电压为+5V，当然，在其他实施例中，其提供的电压值也可以为其他值。

另外，无论是充电模式还是放电模式，电流都会流经采样电阻Rs，并产生电压降Vs(电流信号)，经第十电阻R110连接到同相放大器U102A的同相输入端，经过放大后从同相放大器U102A的输出端输出，一路经第三电阻R103连接到电压比较器U101B的反相输入端，与电压比较器U101B的同相输入端输入的DAC信号进行比较，从电压比较器U101B的输出端输出误差信号经第二电阻R102驱动恒流MOS管Q101，调节恒流MOS管Q101的导通阻抗，以达到恒流的目的；同相放大器U102A的输出端输出的电流放大信号由另一路经第十三电阻R113送到MUC01进行AD采样。通过调节MCU01输出的DAC信号电平，来调节恒流MOS管Q101的导通阻抗，以实现充、放电电流的控制。所以其可以充、放电共用，降低了成本。

本实施还涉及一种移动电源测试装置，其结构示意图如图3所示，图3中，该移动电源测试装置包括充放电控制电路001、充电电压采集电路002、放电电压采集电路003、充电输出电路004、放电输入电路005、AC/DC电源转换器006和风扇007；充放电控制电路001为本实施例中的上述移动电源测试充放电控制电路，充电电压采集电路002的两个输入端分别与充电输出电路004的两个输出端连接，充电电压采集电路002的输出端与MCU01连接，放电电压采集电路003的两个输入端分别与放电输入电路005的两个输出端连接，放电电压采集电路003的输出端与MCU01连接，充电输出电路004的两个输出端还均与充放电切换单元02连接，放电输入电路005的两个输出端还均与MCU01连接，风扇007分别与AC/DC电源转换器006和MCU01连接，AC/DC电源转换器006还分别与充电电压采集电路002的一个输入端、充电输出电路004的一个输出端和充放电切换单元02连接。值得一提的是，AC/DC电源转换器006将转换后的电源VCC后分别与充电电压采集电路002的一个输入端、充电输出电路004的一个输出端和充放电切换单元02连接，AC/DC电源转换器006将转换后的另一电源VEE与风扇007连接，上述另一电源VEE提供的电压可以是12V，也可以为其他值。

本实施例中，移动电源测试移动电源测试装置还包括RS232通讯接口008和温度检测模块009，RS232通讯接口008和温度检测模块009均与MCU01连接，温度检测模块009用于检测温度。该移动电源测试装置还包括显示屏100，显示屏100与MCU01连接。该移动电源测试装置还包括键盘101，键盘101与MCU01连接，键盘101用于使用户输入信息。

总之，在本实施例中，提供了一种共用恒流控制电路22的充、放电电路，其不用将两种仪器进行组合，节省了元器件，明显降低了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移动电源测试充放电控制电路，其特征在于，包括MCU和与其连接的充放电切换单元，所述充放电切换单元包括充电开关驱动电路、充电开关、恒流控制电路、恒流MOS管、采样电阻以及用于充放电切换的继电器；所述充电开关驱动电路的一端与所述MCU连接、另一端与所述充电开关的一端连接，所述充电开关的另一端通过所述继电器与被测产品的正极连接，所述恒流控制电路的一端与所述MCU连接、另一端与所述恒流MOS管的栅极连接，所述恒流MOS管的漏极通过所述继电器与所述被测产品的负极连接，所述恒流MOS管的源极分别与所述恒流控制电路和采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端接地；所述移动电源测试充放电控制电路具有连接被充电测试产品的充电端口和连接被放电测试产品的放电端口，所述继电器包括两组转换触点，第一组转换触点包括第一常闭触点、第二常开触点和第三常闭触点，第二组转换触点包括第四常闭触点、第五常开触点和第六常闭触点，充电端口和放电端口的正负极分别与两组转换触点中相应的触点连接。

2.根据权利要求1所述的移动电源测试充放电控制电路，其特征在于，所述充电开关为充电MOS管，所述充电MOS管的栅极与所述充电开关驱动电路的另一端连接、源极与所述第一常闭触点连接，所述第三常闭触点和第五常开触点与所述被测产品的正极连接，所述第四常闭触点与所述恒流MOS管的漏极连接，所述第六常闭触点与所述被测产品的负极连接。

3.根据权利要求2所述的移动电源测试充放电控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路包括电压比较器、同相放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二十二电阻、第一电容和第九电容；所述电压比较器的同向输入端通过所述第六电阻与MCU输出DAC信号的引脚连接，所述电压比较器的反向输入端通过所述第二十二电阻与所述同相放大器的电源引脚端连接，所述电压比较器的反向输入端还通过所述第三电阻与所述同相放大器的输出端连接，所述电压比较器的反向输入端还依次通过所述第一电容和第五电阻与其输出端连接，所述电压比较器的输出端通过所述第二电阻与所述恒流MOS管的栅极连接，所述电压比较器的输出端还通过所述第四电阻接地。

4.根据权利要求3所述的移动电源测试充放电控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路还包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三电容、第四电容和第五电容，所述同相放大器的同相输入端通过所述第十电阻与所述恒流MOS管的源极连接，所述同相放大器的同相输入端还通过所述第三电容接地，所述同相放大器的反向输入端通过所述第十一电阻接地，所述第十二电阻与所述第四电容并联，并联的一端与所述同相放大器的反向输入端连接，并联的另一端与所述同相放大器的输出端连接，所述同相放大器的输出端还依次通过所述第十三电阻和第五电容接地，所述同相放大器的输出端还通过所述第十三电阻与所述MCU连接。

5.根据权利要求4所述的移动电源测试充放电控制电路，其特征在于，所述恒流MOS管和充电MOS管均为N沟道MOS管。

6.一种移动电源测试装置，其特征在于，包括充放电控制电路、充电电压采集电路、放电电压采集电路、充电输出电路、放电输入电路、AC/DC电源转换器和风扇；所述充放电控制电路为权利要求1至权利要求5任意一项所述的移动电源测试充放电控制电路，所述充电电压采集电路的两个输入端分别与所述充电输出电路的两个输出端连接，所述充电电压采集电路的输出端与MCU连接，所述放电电压采集电路的两个输入端分别与所述放电输入电路的两个输出端连接，所述放电电压采集电路的输出端与所述MCU连接，所述充电输出电路的两个输出端还均与所述充放电切换单元连接，所述放电输入电路的两个输出端还均与所述MCU连接，所述风扇分别与所述AC/DC电源转换器和MCU连接，所述AC/DC电源转换器还分别与所述充电电压采集电路的一个输入端、所述充电输出电路的一个输出端和所述充放电切换单元连接。

7.根据权利要求6所述的移动电源测试装置，其特征在于，还包括RS232通讯接口和温度检测模块，所述RS232通讯接口和温度检测模块均与所述MCU连接。

8.根据权利要求7所述的移动电源测试装置，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与所述MCU连接。

9.根据权利要求8所述的移动电源测试装置，其特征在于，还包括键盘，所述键盘与所述MCU连接。