CN104777377B - 铅酸电池充电器输出特性检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅酸电池充电器输出特性检测系统及检测方法，包括负载电路、中央控制器和输出单元；负载电路包括：两端与待检品正负极连接并用于为检测空载电压值提供负载的负载单元组Ⅰ和与所述负载单元组Ⅰ并联并用于分别检测待检品的恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值时对应输出不同负载值的负载单元组Ⅱ；中央控制器用于实时检测不同输出负载值下的电压值、电流值并与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格，输出单元与所述中央控制器输出端连接并用于显示测量结果；可实现测试过程的自动化，从而提高充电器输出测试效率，增加测试结果可靠性，提高生产率，降低人工测试成本。

Description

铅酸电池充电器输出特性检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及充电器检测领域，特别涉及一种铅酸电池充电器输出特性检测系

统及其检测方法。

背景技术

目前铅酸电池充电器输出特性的检测，基本上都是以人工手动测试，需要顺序测试充电器输出空载电压、恒流充电电流值、恒压充电电压值、浮充电压值等输出特性参数。由于电池的充电时间较长，为了减少检测时间，一般采用外接负载电阻的方法来模拟输出电压、电流。人工测试一般先测试不接电池时充电器的输出电压，即空载电压；然后在输出端接一定负载电阻使输出电压小于恒压值，此时电流值为恒流充电电流值；接着调整负载电阻使电流小于恒流充电值但大于切换电流值，一般选取恒流充点值的1/2左右，此时电压值即为恒压充电值；继续调整负载电阻使输出电流降低到切换电流以下，这时的输出电压即为浮充电压，是为了补充电池因自放电而消耗的能量，以保持电池能量不变；电压达到预定值时就采用恒压方式对电池充电，这时充电电流会逐渐从恒流值降低，当电流降低到某一值时充电过程结束。上述参数全部由人工切换负载电阻并判断结果是否符合要求，增加了检测时间和检测成本，检测效率低，检测效率低，并且检测结果存在主观因素。

因此，需要对现有的铅酸电池充电器输出特性检测方式和系统进行改进，实现测试过程的自动化并输出指示测试结果是否合格，以便提高充电器输出测试效率，增加测试结果可靠性，提高生产率，降低人工测试成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种铅酸电池充电器输出特性检测系统及其检测方法，可实现测试过程的自动化并输出指示测试结果是否合格，以便提高充电器输出测试效率，增加测试结果可靠性，提高生产率，降低人工测试成本。

本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统，包括负载电路、中央控制器和输出单元；

所述负载电路包括：

负载单元组Ⅰ，所述负载单元组Ⅰ两端与待检品正负极连接，用于为检测空载电压值提供负载；

负载单元组Ⅱ，所述负载单元组Ⅱ与所述负载单元组Ⅰ并联，用于分别检测待检品的恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值时对应输出不同负载值；

所述中央控制器用于实时检测不同输出负载值下的电压值、电流值并与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格，所述输出单元与所述中央控制器输出端连接并用于显示测量结果。

进一步，所述负载单元组Ⅰ包括串联连接的分压电阻和空载电压采样电阻，所述分压电阻和所述空载电压采样电阻连接点处形成用于与中央控制器输入端连接的电压采样点。

进一步，所述负载单元组Ⅱ包括电流采样电阻、至少三个串联的负载单元和用于将所述负载单元的两端之间短路或断路以输出不同负载值的通断开关，每一通断开关均由所述中央控制器控制通断，所述电流采样电阻与三个所述负载单元串联。

进一步，所述负载单元分别为第一负载电阻、第二负载电阻和第三负载电阻，第一负载电阻输入端与待检品输出端间串联设置有第一通断开关，第二负载电阻两端间并联设置有第二通断开关，第三负载电阻两端间并联设置有第三通断开关；

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关、第二通断开关闭合，第三通断开关断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关、第三通断开关闭合，第二通断开关断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

进一步，所述输出单元包括：数码管，用于显示电压值及电流值；声光报警单元：用于当测量值与标准值不合格时输出声光报警。

进一步，所述声光报警单元包括扬声器和发光二级管；所述数码管为八位共阴极数码管，所述八位共阴极数码管由数码管指示驱动电路驱动显示。

进一步，还包括按键电路，所述按键电路输出端与所述中央控制器输入端连接，用于启动检测过程。

本发明还公开了一种利用铅酸电池充电器输出特性检测系统的检测方法，包括以下步骤：

a：将待测试的充电器连接于负载电路，负载电路的电压、电流采样点和通断开关均通过控制线连接于中央控制器；

b：中央控制器预设该待测试充电器的输出特性参数的标准值；

c：启动中央控制器，并间隔相等时间针对不同输出特性参数依次对应通过中央控制器改变测试模式；

d：在不同测试模式下采样测试数据，并依据该测试数据判断测试结果与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格：若该测试数据在对应的预设标准值范围内，则判断待检品测试合格；若测试数据在对应的预设标准值范围外，则判断带检品测试不合格。

进一步，所述输出特性参数包括：空载电压值、恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值；

所述测试模式包括：

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关、第二通断开关闭合，第三通断开关断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关、第三通断开关闭合，第二通断开关断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

进一步，所述步骤d后还包括：e：在每一测试模式下显示测试数值，并在判断测试不合格时进行声光报警。

本发明的有益效果：本发明的铅酸电池输出特性检测系统及其方法，通过设置负载电路，并通过中央控制器控制负载电路中实现不同组合实现连接不同的电阻值，以便对应不同输出特性参数检测模式输出不同负载值，然后通过中央控制器实时检测不同输出负载条件下的电压值或电流值并与事先定义的标准值比较来判断相应参数是否合格，并通过输出单元显示测试结果，可实现测试过程的自动化，从而提高充电器输出测试效率，增加测试结果可靠性，提高生产率，降低人工测试成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统整体流程框图；

图2为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统的中央控制器与负载电路控制电路图；

图3为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统的数码管指示驱动电路；

图4为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测方法步骤图。

具体实施方式

图1为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统整体流程框图，图2为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统的中央控制器与负载电路控制电路图，图3为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统的数码管指示驱动电路，图4为本发明的铅酸电池充电器输出特性检测方法步骤图，如图所示：本实施例的铅酸电池充电器输出特性检测系统，可实现测试过程的自动化并输出指示测试结果是否合格，以便提高充电器输出测试效率，增加测试结果可靠性，提高生产率，降低人工测试成本。

本发明的铅酸电池充电器输出特性检测系统，包括负载电路2、中央控制器1和输出单元；其中，负载电路2用于为充电器输出特性参数测试提供对应的负载值；

所述负载电路2包括：

负载单元组Ⅰ，所述负载单元组Ⅰ两端与待检品正负极连接，用于为检测空载电压值提供负载；

负载单元组Ⅱ，所述负载单元组Ⅱ与所述负载单元组Ⅰ并联，用于分别检测待检品的恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值时对应输出不同负载值；

所述中央控制器1用于实时检测不同输出负载值下的电压值、电流值并与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格，所述输出单元与所述中央控制器1输出端连接并用于显示测量结果；其中，中央控制器1为单片机，可选用TI(德州仪器)公司的MSP430F149，它具有低功耗的优点，当然也可选用现有或自己设计的单片机结构，只要能实现对负载电路2的控制均可。

本实施例中，所述负载单元组Ⅰ包括串联连接的分压电阻和空载电压采样电阻，所述分压电阻和所述空载电压采样电阻连接点处形成用于与中央控制器1输入端连接的电压采样点；其中，分压电阻和空载电压采样电阻相较于负载单元组Ⅱ均为较大电阻，可为，分压电阻27KR，空载电压采样电阻12KR，当然也可为相较于负载单元组Ⅱ的其它较大阻值。

本实施例中，所述负载单元组Ⅱ包括电流采样电阻、至少三个串联的负载单元和用于将所述负载单元的两端之间短路或断路以输出不同负载值的通断开关，每一通断开关均由所述中央控制器1控制通断，所述电流采样电阻与三个所述负载单元串联；其中通断开关为继电器，所有通断开关组成一个继电器阵列3，每一通断开关的触点均通过中央控制器1控制开合，以实现不同负载值的输出，达到不同输出特性参数测试要求的负载值。

如图2所示，本实施例中，所述负载单元分别为第一负载电阻R1、第二负载电阻R2和第三负载电阻R3，第一负载电阻R1输入端与待检品输出端间串联设置有第一通断开关K1，第一通断开关用于控制第一负载电阻断路，第二负载电阻R2两端间并联设置有第二通断开关K2，第二通断开关用于控制第二负载电阻短路，第三负载电阻R3两端间并联设置有第三通断开关K3，第三通断开关用于控制第三负载电阻短路；其中，第一负载电阻两端分别与充电器输出正极和第二负载电阻串联连接，第二负载电阻两端分别与第一负载电阻和第三负载电阻串联连接；

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关K1、第二通断开关K2闭合，第三通断开关K3断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关K1、第三通断开关K3闭合，第二通断开关K2断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

充电器的正、负输出端分别接检测系统的P+、P-,需要测试不同参数时，通过单片机控制继电器K1-K3触点的不同组合输出不同的负载电阻值，单片机(即中央控制器1)内部设置有电压、电流采样电路4、AD转换器和比较判断单元，其中电压、电流采样电路用于采集不同测试参数下的测试数据，比较判断单元用于接收电压、电流采样电路检测并经AD转换器转化后的信号，并与预设的对应测试参数标准值相比较进行判断测试是否合格，比较判断单元输出端与输出单元的输入端连接，中央控制器1的引脚与对应继电器连接用于控制继电器的触点开合。

本实施例中，所述输出单元包括：数码管5，用于显示电压值及电流值；声光报警单元6：用于当测量值与标准值不合格时输出声光报警。

本实施例中，所述声光报警单元包括扬声器和发光二级管；如图3所示，所述数码管为八位共阴极数码管，所述八位共阴极数码管由数码管指示驱动电路驱动显示；采用数码管MAX7219驱动8位共阴极数码管.其中DS0-DS3显示电压，DS4-DS7显示输出电流，具体显示数值由单片机与MAX7219通信决定。

本实施例中，还包括按键电路7，所述按键电路输出端与所述中央控制器1输入端连接，用于启动检测过程；按下按键S1可启动测试过程。

另外，其中，R4,R5,R6是限流电阻,因为单片机口线输出高电平时候对应继电器打开,高电平电压为5V,而三极管的基极导通电压为0.7V左右,如果直接将5V电平加到三极管基极会导致三极管损坏.因此必须加限流电阻限制电流.R9和C1共同组成上电RC复位电路,上电期间为单片机提供一定时间的低电平保证单片机可靠复位.R12是限流电阻,发光二极管LED1的导通电压为1.7V左右,点亮发光二极管时候单片机对应的驱动端口高电平电压约5V,这么高的电压加在LED1两端会烧毁LED1,因此必须加限流电阻R12限流.R15是上拉电阻,以P1.4为例,由于R15作用,当没有按键按下时,单片机检测P1.4口线为高电平,按键按下时,因为按键另一端接地,因此单片机检测P1.4为低电平。

本发明还公开了一种利用铅酸电池充电器输出特性检测系统的检测方法，包括以下步骤：

a：将待测试的充电器连接于负载电路2，负载电路2的电压、电流采样点和通断开关均通过控制线连接于中央控制器1；

b：中央控制器1预设该待测试充电器的输出特性参数的标准值；

c：启动中央控制器1，并间隔相等时间针对不同输出特性参数依次对应通过中央控制器1改变测试模式；

d：在不同测试模式下采样测试数据，并依据该测试数据判断测试结果与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格：若该测试数据在对应的预设标准值范围内，则判断待检品测试合格；若测试数据在对应的预设标准值范围外，则判断带检品测试不合格。

本实施例中，如上检测系统所述，其中负载单元组Ⅰ包括串联连接的分压电阻R7和空载电压采样电阻R8，所述负载单元组Ⅱ包括电流采样电阻R16、第一负载电阻R1、第二负载电阻R2和第三负载电阻R3，第一负载电阻输入端与待检品输出端间串联设置有第一通断开关K1，第二负载电阻两端间并联设置有第二通断开关K2，第三负载电阻两端间并联设置有第三通断开关K3，负载单元组Ⅰ与负载单元组Ⅱ并联；所述输出特性参数包括：空载电压值、恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值；

所述测试模式包括：

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关、第二通断开关闭合，第三通断开关断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关、第三通断开关闭合，第二通断开关断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

即，如图2所示，在中央控制器1输出端口使所有继电器的常开触点全部断开，这样检测系统的负载就与充电器输出断开，此时检测充电器的输出电压值即为空载电压值；延时三秒后，单片机首先控制继电器K1-K3输出触点全部闭合，这样第二负载电阻R2和第三负载电阻R3被短路，只有第一负载电阻R1被接入负载回路，R1值为15欧姆，正常恒流值约为3A，充电器输出电流不可能超过恒流值，因此输出电压约为15*3＝45V，小于恒压充电电压，因此处于恒流充电状态，单片机测量此时的电流值并用数码管显示；延时三秒后，单片机控制继电器K1、K2触点闭合，K3触点断开，此时第一负载电阻R1和第三负载电阻R3串联作为充电器负载，而第二负载电阻R2被短路。R1、R3值分别为15欧姆、25欧姆,合计40欧姆，设此时为恒压状态，因此电流值大约为58/40＝1.45A,小于恒流值(3A)，大于切换电流值(0.6A),因此此时电压采样值为恒压充电值，单片机采样此时电压值并显示；延时三秒后，单片机控制继电器K1、K3触点闭合，K3触点断开，这是电阻R1和R2串联作为充电器负载电阻，而电阻R3短路，R2为120欧姆，此时电流约为58V/(15+120)＝0.43A,小于切换电流值(0.6A)，因此充电器输出浮充电压。单片机采样此电压值并输出指示。如果单片机检测到上述参数值超出了规定的范围，充电器的空载电压标准值为58±0.5V，恒流充电电流标准值为3±0.1A，恒压充电电压标准值为58±0.5V，浮充电压标准值为55.5±0.5V，那么将会同时控制扬声器SP1及发光二极管LED1输出声光报警信号。至此，自动检测过程结束，等待按下再次按下启动下一次检测过程。

本实施例中，所述步骤d后还包括：步骤e：在每一测试模式下显示测试数值，并在判断测试不合格时进行声光报警。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种铅酸电池充电器输出特性检测系统，其特征在于：包括负载电路、中央控制器和输出单元；

所述负载电路包括：

负载单元组Ⅰ，所述负载单元组Ⅰ两端与待检品正负极连接，用于为检测空载电压值提供负载；

负载单元组Ⅱ，所述负载单元组Ⅱ与所述负载单元组Ⅰ并联，用于分别检测待检品的恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值时对应输出不同负载值；

所述中央控制器用于实时检测不同输出负载值下的电压值、电流值并与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格，所述输出单元与所述中央控制器输出端连接并用于显示测量结果；

所述负载单元组Ⅱ包括电流采样电阻、至少三个串联的负载单元和用于将所述负载单元的两端之间短路或断路以输出不同负载值的通断开关，每一通断开关均由所述中央控制器控制通断，所述电流采样电阻与三个所述负载单元串联；

所述负载单元分别为第一负载电阻、第二负载电阻和第三负载电阻，第一负载电阻输入端与待检品输出端间串联设置有第一通断开关，第二负载电阻两端间并联设置有第二通断开关，第三负载电阻两端间并联设置有第三通断开关；

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关、第二通断开关闭合，第三通断开关断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关、第三通断开关闭合，第二通断开关断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

2.根据权利要求1所述的铅酸电池充电器输出特性检测系统，其特征在于：所述负载单元组Ⅰ包括串联连接的分压电阻和空载电压采样电阻，所述分压电阻和所述空载电压采样电阻连接点处形成用于与中央控制器输入端连接的电压采样点。

3.根据权利要求1所述的铅酸电池充电器输出特性检测系统，其特征在于：所述输出单元包括：数码管，用于显示电压值及电流值；声光报警单元：用于当测量值与标准值不合格时输出声光报警。

4.根据权利要求3所述的铅酸电池充电器输出特性检测系统，其特征在于：所述声光报警单元包括扬声器和发光二级管；所述数码管为八位共阴极数码管，所述八位共阴极数码管由数码管指示驱动电路驱动显示。

5.根据权利要求1所述的铅酸电池充电器输出特性检测系统，其特征在于：还包括按键电路，所述按键电路输出端与所述中央控制器输入端连接，用于启动检测过程。

6.一种利用权利要求1所述的铅酸电池充电器输出特性检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

a：将待测试的充电器连接于负载电路，负载电路的电压、电流采样点和通断开关均通过控制线连接于中央控制器；

b：中央控制器预设该待测试充电器的输出特性参数的标准值；

c：启动中央控制器，并间隔相等时间针对不同输出特性参数依次对应通过中央控制器改变测试模式；

d：在不同测试模式下采样测试数据，并依据该测试数据判断测试结果与事先定义的标准值比较来判断相应的输出特性参数是否合格：若该测试数据在对应的预设标准值范围内，则判断待检品测试合格；若测试数据在对应的预设标准值范围外，则判断带检品测试不合格；所述输出特性参数包括：空载电压值、恒流充电电流值、恒压充电电压值和浮充电压值；

所述测试模式包括：

当三个通断开关全断开时，形成用于检测待检品空载电压值的空载电压值检测回路；

当三通断开关全闭合，形成用于检测恒流充电状态下电流值的恒流充电电流值检测回路；

当第一通断开关、第二通断开关闭合，第三通断开关断开，形成用于检测恒压充电值的恒压充电电压值检测回路；

当第一通断开关、第三通断开关闭合，第二通断开关断开，形成用于检测浮充电压值的浮充电压检测回路。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：所述步骤d后还包括：步骤e：在每一测试模式下显示测试数值，并在判断测试不合格时进行声光报警。