CN108336803B - 均衡充电供电电路 - Google Patents

Abstract

均衡充电供电电路属于充电供电电路技术领域，尤其涉及一种均衡充电供电电路。本发明提供一种可靠性高的均衡充电供电电路。本发明包括均衡充电电路和工作电源电路，其结构要点均衡充电电路包括LM321芯片U8，U8的1脚通过电阻R58与C8051F007芯片U7的31脚相连，U8的5脚分别与电源VCC、电容C29一端相连，电容C29另一端接第一地，U8的2脚接第一地。

Description

均衡充电供电电路

技术领域

本发明属于充电供电电路技术领域，尤其涉及一种均衡充电供电电路。

背景技术

蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置。蓄电池在充电过程中，随着使用环境和自身差异会出现浮充电压不一致的现象，继而影响蓄电池的放电能力；因此需要一种智能蓄电池管理系统，而均衡充电供电电路是智能蓄电池管理系统的一部分。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可靠性高的均衡充电供电电路。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括均衡充电电路和工作电源电路，其结构要点均衡充电电路包括LM321芯片U8，U8的1脚通过电阻R58与C8051F007芯片U7的31脚相连，U8的5脚分别与电源VCC、电容C29一端相连，电容C29另一端接第一地，U8的2脚接第一地；

U8的4脚分别与电阻R59一端、电容C43一端相连，电容C43另一端分别与电阻R59另一端、NPN三极管Q1的集电极、电阻R53一端、NMOS管Q5的栅极相连，NPN三极管Q1的发射极接第一地，NPN三极管Q1的基极通过电阻R56与U7的27脚相连，电阻R53另一端分别与第一地线、电阻R48一端相连，电阻R48另一端分别与电阻R55一端、NMOS管Q5的源极相连，电阻R55另一端与U8的3脚相连，NMOS管Q5的漏极分别与电阻R47一端、6脚微型自锁开关S2的1脚、6脚微型自锁开关S2的2脚、6脚微型自锁开关S2的5脚、6脚微型自锁开关S2的6脚相连，电阻R47另一端分别与电容C6一端、电容C8正极、Power+端相连，电容C6另一端分别与第一地线、电容C8负极相连；

工作电源电路包括LY1039F芯片U1和LD1117-ADJ芯片A1，U1的1脚分别与U1的4脚、二极管V3阴极相连，二极管V3阳极分别与电感L2一端、6脚微型自锁开关S2的3脚、S2的4脚、电阻R2一端相连；

电感L2另一端分别与U1的2脚、二极管V2阳极相连，二极管V2阴极分别与电容C9一端、电阻R8一端、电阻R10一端相连，U1的5脚分别与电容C9另一端、电阻R8另一端、电阻R1一端相连，U1的3脚分别与第一地线、电阻R1另一端、电容C11一端、电容C26一端相连，电容C26另一端分别与VCC电源、电容C11另一端、电阻R10另一端相连；

电阻R2另一端分别与电阻R30一端、电阻R21一端、电阻R26一端、PMOS管Q2的源极相连，电阻R21另一端分别与电阻R25一端、电阻R24一端、LM431芯片Q3的2脚相连，电阻R25另一端接VCC电源，电阻R24另一端分别与第一地线、Q3的3脚相连，Q3的1脚分别与电阻R26另一端、电阻R27一端相连，电阻R27另一端接PMOS管Q2的栅极，PMOS管Q2的漏极分别与电阻R30一端、二极管V4阳极相连，二极管V4阴极分别与VCC电源、电容C12正极端、电容C15一端、A1的3脚相连，电容C12负极端分别与电容C15另一端、第一地线、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与A1的1脚、电阻R5一端相连，电阻R5另一端分别与A1的2脚、A1的4脚、二极管V1阴极、电容C32正极端、电阻R9一端、电阻R40一端、电阻R11一端相连，二极管V1阳极分别与第一地线、电容C32负极端相连；

电阻R9另一端分别与电容C3一端、电容C1一端、AVDD电源端相连，电容C3另一端分别与电容C1另一端、第二地线相连；电阻R40另一端分别与电容C4一端、电容C2一端、VDD电源端相连，电容C4另一端分别与电容C2另一端、第一地线相连；电阻R11另一端分别与电容C14一端、电容C13一端、+3.3V电源端相连，电容C14另一端分别与电容C13另一端、第一地线相连；

第一地线通过电阻R12与第二地线相连。

作为一种优选方案，本发明所述电阻R58为3K欧姆电阻，电容C29为100nF电容，电阻R59为1K或1.5K欧姆电阻，电容C43为470pF电容，电阻R55为100欧姆电阻，电阻R56为2.2K欧姆电阻，电阻R53为47K欧姆电阻，电容C6为100nF电容，电容C8为100uF/16V电容。

作为另一种优选方案，本发明所述三极管Q1为SS8050型三极管，NMOS管Q5为FQB30N06L型NMOS管。

作为另一种优选方案，本发明所述电感L2为15uH电感，电容C9为1uF电容，电阻R8为100K欧姆电阻，电阻R1为16K欧姆电阻，电容C11为10uF/16V电容，电容C26为100nF电容，电阻R25为390K欧姆电阻，电阻R21为36K欧姆电阻，电阻R24为7.5K欧姆电阻，电阻R26为7.5K欧姆电阻，电阻R27为1K欧姆电阻，电阻R12、R11、R40、R9为0欧姆电阻，电容C12和C32为10uF/16V电容，电容C15为100nF电容，电阻R4为910欧姆电阻，电阻R5为510欧姆电阻，电容C14、C4、C3为100nF电容，电容C13、C2、C1为1uF电容。

作为另一种优选方案，本发明所述PMOS管Q2采用AO3415型PMOS管。

作为另一种优选方案，本发明所述U7的12脚分别与电容C18一端、电阻R35一端相连，电容C18另一端接第一地，电阻R35另一端分别与电容C17一端、电阻R34一端、开关S1一端相连，电阻R34另一端接+3.3V电源，开关S1另一端分别与电容C17另一端、第一地线相连。

作为另一种优选方案，本发明所述电容C18为1uF电容，电阻R35为1K欧姆电阻，电阻R34为100K欧姆电阻，电容C17为100nF电容。

作为另一种优选方案，本发明所述U7的31脚发出电压控制信号电压，控制信号给定电压与U8的3脚的反馈电压比较，在Q5产生方波，频率由电压控制信号的给定频率决定；U7的27脚在U7的31脚发出电压控制信号电压的同时给出电流参考信号，电流参考信号分别为3A和8A；

通过Q5做频率为80Hz～200Hz幅值为3A～8A的直流方波恒流源，在POWER+端和蓄电池负极B-之间形成放电激励回路；

通过U7的4、5脚采集蓄电池正极B+和蓄电池负极B-电压差及电流差，用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻，其中V1、V2是两次不同恒流源给定所对应的电压，I1、I2是恒流源给定的3A和8A。

作为另一种优选方案，本发明所述U7接到上位机许可信号才能发出电压控制信号电压和电流参考信号，上位机许可信号的产生条件为电流检测传感器的电流检测值H1＜300MA。

其次，本发明所述U7发出电压控制信号电压和电流参考信号后，进行以下计算处理步骤：

在恒流源输出信号频率为80Hz时，测试V1、V2,存储I1、I2，验证V1、V2是否正常；

若是，1）用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻；

若否，2）恒流源输出信号频率加1，测试该频率下的V1、V2,存储该频率下的I1、I2，验证该频率下的V1/V2是否正常；

若是，进行步骤1）；若否，进行步骤2）。

另外，本发明所述用公式Rin=(V1-V2)/(I1-I2)计算Rin，与Rin初始值比对；

若变化值＜Rin初始值的15%；则对比V1、V2与各自的初始值，若变化值大于等于初始值的百分之二，则启动均衡充电150MA放电，直至V1、V2比对初始值的变化值小于初始值的百分之二，上传数据至上位机；若V1、V2比对初始值的变化值小于初始值的百分之二，则进行所述计算处理步骤；

若变化值≥Rin初始值的15%，报警。

本发明有益效果。

本发明均衡充电电路通过各元件的配合使用，可对蓄电池进行均衡充电。

本发明工作电源电路输出端为不同回路提供独立的磁珠隔离电源，提高电路可靠性。

本发明工作电源电路通过V3调节CE，控制U1的启动范围，实现自动起停，避免由于放电电压低，影响蓄电池的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明智能蓄电池管理系统整体电路图。

图1中，sensor1～18为内阻检测传感器，H1为电流检测传感器。

图2是本发明控制器和直插排针电路原理图。

图3是本发明报警指示部分电路原理图。

图4是本发明电池正极电压和温感采样部分电路原理图。

图5是本发明直流脉冲激励及反馈信号采集的滤波电路原理图。

图6是本发明均衡充电回路和工作电源电路原理图。

图7是本发明开关S1相关电路原理图。

图8是本发明烧写跳线部分和报警参数及缓存部分电路原理图。

图9是本发明检测信号输出端子相关部分电路原理图。

图10是本发明结构示意图。

图10中，1为蓄电池、2为端子、3为连接孔、4为PCB板、5为检测信号输出端子、6为直插排针。

图11是本发明控制器信号处理流程图。

图12、13、14是本发明电路元件参数表。

具体实施方式

如图所示，本发明可应用于智能蓄电池管理系统，智能蓄电池管理系统包括内阻检测传感器、电流检测传感器和上位机，内阻检测传感器的检测信号输入端口与蓄电池的正负极相连，蓄电池的正极通过电流检测传感器的检测信号输入端与充电机的输出正极端相连，蓄电池的负极与充电机的输出负极端相连，电流检测传感器的检测信号输出端与上位机的电流检测信号输入端口相连，内阻检测传感器的检测信号输出端口与上位机的内阻检测信号输入端口相连。

本发明智能蓄电池管理系统通过内阻检测传感器、电流检测传感器和上位机的配合使用，可以实现蓄电池在线非人工无损检测。

本发明智能蓄电池管理系统可测量蓄电池电压、内阻、充电电流参数。

所述蓄电池和内阻检测传感器均为多个，一个蓄电池对应一个内阻检测传感器，各蓄电池并联后通过电流检测传感器的检测信号输入端与充电机的输出正极端相连；

各内阻检测传感器的检测信号输出端分别与上位机的电流检测信号输入端口相连。

所述电流检测传感器采用霍尔传感器。

所述内阻检测传感器包括PCB板，PCB板上设置有检测信号输出端子和与蓄电池连接的连接部分。

所述与蓄电池连接的连接部分包括设置在PCB板两侧的与蓄电池正负极输出端子相对应的连接孔，围绕连接孔的PCB板上为使蓄电池电能传导到PCB板电路上的导电片。本发明PCB板与蓄电池连接时，可先将蓄电池正负极螺帽拧下，使PCB板上的连接孔与蓄电池正负极端子中心螺纹孔对齐，再拧上螺帽即可。

靠近所述连接孔处的PCB板上设置有温度采集部件；可测量充电过程中蓄电池温度。

所述温度采集部件采用热敏电阻。

所述PCB板电路包括蓄电池电能输入主路部分，PCB板上设置有可将蓄电池电能输入主路部分传导给PCB板传感器电路的转接部件；蓄电池电能输入主路部分与所述导电片相连。

所述转接部件采用直插排针。可采用具备热插拔功能的直插排针，保证连续运行。

所述内阻检测传感器包括控制器、工作电源电路、直流脉冲激励及反馈信号采集的滤波电路和均衡充电电路，控制器的信号传输端口与直流脉冲激励及反馈信号采集的滤波电路的信号传输端口相连；

控制器的控制信号输出端口与均衡充电电路的控制信号输入端口相连，衡充电电路的充电调节端口与蓄电池正极相连；

工作电源电路的电能输出端口分别与控制器的电源端口、均衡充电电路的电源端口，工作电源电路的电能输入端口与蓄电池相连；

直流脉冲激励及反馈信号采集的滤波电路的采集信号输入端口与蓄电池正负极相连。

所述内阻检测传感器还包括电池正极电压和温感采样部分，电池正极电压和温感采样部分的采样信号输出端口与控制器的采样信号输入端口相连，电池正极电压和温感采样部分的采样信号输入端口分别与蓄电池正极、热敏电阻相连，电池正极电压和温感采样部分的电源端口与工作电源电路的电能输出端口相连。

所述内阻检测传感器还包括报警指示部分，报警指示部分的控制信号输入端口与控制器的控制信号输出端口相连，报警指示部分的电源端口与工作电源电路的电能输出端口相连。

所述内阻检测传感器还包括烧写跳线部分，烧写跳线部分的信号传输端口与控制器的的信号传输端口相连，烧写跳线部分的电源端口与工作电源电路的电能输出端口相连。

所述内阻检测传感器还包括报警参数及缓存部分，报警参数及缓存部分的信号传输端口与控制器的的信号传输端口相连，报警参数及缓存部分的电源端口与工作电源电路的电能输出端口相连。

所述控制器采用C8051F007芯片U7，U7的22脚分别与PC357芯片U2的4脚、电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与+3.3V电源、电容C28一端相连，电容C28另一端接第一地；U2的4脚接第一地；

U2的1脚通过电阻R3与HDR2X4插排X1的4脚相连，U2的2脚与X1的2脚相连，X1的6脚与PC357芯片U5的4脚相连，X1的8脚与U5的3脚相连，U5的1脚通过电阻R22接+3.3V电源，U5的2脚与U7的19脚相连；

U7的3脚通过电容C36接第二地，U7的8脚接第二地，U7的9脚接AVDD端，U7的10脚分别与3225型晶振Y1的1脚、电容C20一端相连，电容C20另一端分别与第二地线、Y1的2脚、电容C21一端相连，电容C21另一端分别与Y1的3脚、U7的11脚相连，Y1的4脚接第二地，U7的17、21脚接第一地，U7的18、20脚接VDD端，U7的29脚接AVDD端，U7的30脚接第二地。

通过连接头，可使X1的1、3、5、7脚与X1的2、4、6、8脚对应相连。

如图1、9所示，X1的1、3、5、7脚与前侧内阻检测传感器的X1的2、4、6、8相连，最前侧内阻检测传感器的1、3、5、7脚与上位机相连，最后侧内阻检测传感器的2、4、6、8脚与上位机相连，组成环形通讯网络。

每个内阻检测传感器可设置固定的ID地址，上位机只与指定ID的内阻检测传感器通讯；具体通讯方式如下：

1）上位机向传感器目标发送3字节包big-endian格式（MSB优先）的命令并接受，所有命令具有唯一的ID;使用带ID（=255）的广播命令，找到网络上对应ID的单元。

2）网络上最多连接254个传感器，每个传感器被指派唯一总线地址ID。

3）字节3为校验和。

4）返回数据的格式为IEEE754无符号半浮点型，负值无效。如此设置误码率极低、抗干扰能力强；并满足蓄电池内阻通常在0.1～50毫欧量级的数据高精度。

8051-RXD1-U2实现信号接收，8051-TXD1-U5实现信号发送，由8051控制RXD1/TXD1的TTL电平的频率编制通讯代码，通过U2/U5实现传感器信号通讯与电池电源之间的强电物理隔离。

所述电容C28为100nF电容，电阻R6为510欧姆电阻，电阻R3为1.3K欧姆电阻，电阻R22为1.3K欧姆电阻，电容C36为100nF电容，电容C20和电容C21为22pF电容。

所述3225型晶振Y1为22.1184MHz晶振。

所述均衡充电电路包括LM321芯片U8，U8的1脚通过电阻R58与U7的31脚相连，U8的5脚分别与电源VCC、电容C29一端相连，电容C29另一端接第一地，U8的2脚接第一地；

U8的4脚分别与电阻R59一端、电容C43一端相连，电容C43另一端分别与电阻R59另一端、NPN三极管Q1的集电极、电阻R53一端、NMOS管Q5的栅极相连，NPN三极管Q1的发射极接第一地，NPN三极管Q1的基极通过电阻R56与U7的27脚相连，电阻R53另一端分别与第一地线、电阻R48一端相连，电阻R48另一端分别与电阻R55一端、NMOS管Q5的源极相连，电阻R55另一端与U8的3脚相连，NMOS管Q5的漏极分别与电阻R47一端、6脚微型自锁开关S2的1脚、6脚微型自锁开关S2的2脚、6脚微型自锁开关S2的5脚、6脚微型自锁开关S2的6脚相连，电阻R47另一端分别与电容C6一端、电容C8正极、Power+端相连，电容C6另一端分别与第一地线、电容C8负极相连。

所述电阻R58为3K欧姆电阻，电容C29为100nF电容，电阻R59为1K或1.5K欧姆电阻，电容C43为470pF电容，电阻R55为100欧姆电阻，电阻R56为2.2K欧姆电阻，电阻R53为47K欧姆电阻，电容C6为100nF电容，电容C8为100uF/16V电容。

所述三极管Q1为SS8050型三极管，NMOS管Q5为FQB30N06L型NMOS管。

所述直流脉冲激励及反馈信号采集的滤波电路包括电容C24和电容C5，电容C24一端与HDR2X4插排X3的8脚相连，电容C24另一端分别与电阻R14一端、电阻R15一端相连，电阻R14另一端与U7的32脚相连，电阻R15另一端分别与电容C25一端、U7的4脚相连，电容C25另一端接第二地；

电容C5一端与HDR2X4插排X2的1脚相连，电容C5另一端分别与电阻R7一端、电阻R13一端相连，电阻R7另一端与U7的32脚相连，电阻R13另一端分别与电容C19一端、U7的5脚相连，电容C19另一端接第二地。

如图所示，DACO是U7的模拟量输出接口，抬高被测目标的参考基准电压以满足U7的输入窗口，便于测试B+和B-的电压值。

本发明内阻检测传感器的内阻测量范围可以为0.01～50ohm。

所述电容C24和C25为2.2uF电容，电阻R14和R7为56K欧姆电阻，电阻R15和R13为36K欧姆电阻，电容C25和C19为4.7uF电容。

所述工作电源电路包括LY1039F芯片U1和LD1117-ADJ芯片A1，U1的1脚分别与U1的4脚、二极管V3阴极相连，二极管V3阳极分别与电感L2一端、6脚微型自锁开关S2的3脚、S2的4脚、电阻R2一端相连；

电感L2另一端分别与U1的2脚、二极管V2阳极相连，二极管V2阴极分别与电容C9一端、电阻R8一端、电阻R10一端相连，U1的5脚分别与电容C9另一端、电阻R8另一端、电阻R1一端相连，U1的3脚分别与第一地线、电阻R1另一端、电容C11一端、电容C26一端相连，电容C26另一端分别与VCC电源、电容C11另一端、电阻R10另一端相连；

电阻R2另一端分别与电阻R30一端、电阻R21一端、电阻R26一端、PMOS管Q2的源极相连，电阻R21另一端分别与电阻R25一端、电阻R24一端、LM431芯片Q3的2脚相连，电阻R25另一端接VCC电源，电阻R24另一端分别与第一地线、Q3的3脚相连，Q3的1脚分别与电阻R26另一端、电阻R27一端相连，电阻R27另一端接PMOS管Q2的栅极，PMOS管Q2的漏极分别与电阻R30一端、二极管V4阳极相连，二极管V4阴极分别与VCC电源、电容C12正极端、电容C15一端、A1的3脚相连，电容C12负极端分别与电容C15另一端、第一地线、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与A1的1脚、电阻R5一端相连，电阻R5另一端分别与A1的2脚、A1的4脚、二极管V1阴极、电容C32正极端、电阻R9一端、电阻R40一端、电阻R11一端相连，二极管V1阳极分别与第一地线、电容C32负极端相连；

电阻R9另一端分别与电容C3一端、电容C1一端、AVDD电源端相连，电容C3另一端分别与电容C1另一端、第二地线相连；电阻R40另一端分别与电容C4一端、电容C2一端、VDD电源端相连，电容C4另一端分别与电容C2另一端、第一地线相连；电阻R11另一端分别与电容C14一端、电容C13一端、+3.3V电源端相连，电容C14另一端分别与电容C13另一端、第一地线相连；

第一地线通过电阻R12与第二地线相连。

输出端AVDD、VDD、+3.3V电源为不同回路提供独立的磁珠隔离电源，提高电路可靠性。

S2按一下1脚和4脚接通，再按一下1脚和4脚断开。

通过V3调节CE，控制U1的启动范围，实现自动起停。V3阴极低于10.5V时U1停止工作，VCC没有输出，V3阴极大于11V时U1启动，避免由于放电电压低，影响蓄电池的使用寿命。

本申请工作电源电路电源输入范围为1.6～15V，适用所有的铅酸蓄电池和镍铬蓄电池。当工作在2V/6V/12V三种不同额定电压规格的蓄电池时，通过分别给定V3的额定值实现正常工作。

所述电感L2为15uH电感，电容C9为1uF电容，电阻R8为100K欧姆电阻，电阻R1为16K欧姆电阻，电容C11为10uF/16V电容，电容C26为100nF电容，电阻R25为390K欧姆电阻，电阻R21为36K欧姆电阻，电阻R24为7.5K欧姆电阻，电阻R26为7.5K欧姆电阻，电阻R27为1K欧姆电阻，电阻R12、R11、R40、R9为0欧姆电阻，电容C12和C32为10uF/16V电容，电容C15为100nF电容，电阻R4为910欧姆电阻，电阻R5为510欧姆电阻，电容C14、C4、C3为100nF电容，电容C13、C2、C1为1uF电容。电阻R12、R11、R40、R9为磁珠电阻，提高电路安全性。

所述PMOS管Q2采用AO3415型PMOS管。

所述电池正极电压和温感采样部分包括电阻R43和电阻R19，U7的6脚通过电阻R43分别与电容C30一端、电阻R42一端、电阻R18一端相连，电容C30另一端分别与电阻R42另一端、第一地线相连，电阻R18另一端与Power+端相连；

U7的7脚通过电阻R19分别与电容C7一端、电阻R20一端、热敏电阻相连，电容C7另一端接第一地，电阻R20另一端与+3.3V电源相连。

所述电阻R43和R19为3K欧姆电阻，电容C30和C7为1000pF电容，电阻R18为5.6K欧姆电阻，电阻R42为36K欧姆电阻，电阻R20为30K欧姆电阻。

所述报警指示部分包括LED灯D1、D2、D3、D4、D5、D6，D4阳极分别与+3.3V电源、D1阳极相连，D4阴极分别与D1阴极、电阻R32一端相连，电阻R32另一端与U7的28脚相连；

D5阳极分别与+3.3V电源、D2阳极相连，D5阴极分别与D2阴极、电阻R33一端相连，电阻R33另一端与U7的24脚相连；

D3阳极分别与+3.3V电源、D6阳极相连，D3阴极分别与D6阴极、电阻R31一端相连，电阻R31另一端与U7的23脚相连。

报警指示部分可指示正常运行、通讯正常、内阻测试中、内阻检测传感器故障。控制器判断VCC/3.3V/VDD/AVDD电压是否正常，若正常，报警指示部分指示正常运行。控制器判断通讯数据字节3检验是否正常，若正常，D1间隔4S 两闪即通讯正常。控制器在进行内阻测试中，D1绿灯持续亮2S。控制器判断蓄电池内阻值超限预警，D2黄色灯持续亮。控制器判断蓄电池内阻值超限故障，D3红灯持续亮。

所述电阻R32、R33、R31为510欧姆电阻。

所述U7的12脚分别与电容C18一端、电阻R35一端相连，电容C18另一端接第一地，电阻R35另一端分别与电容C17一端、电阻R34一端、开关S1一端相连，电阻R34另一端接+3.3V电源，开关S1另一端分别与电容C17另一端、第一地线相连。

所述电容C18为1uF电容，电阻R35为1K欧姆电阻，电阻R34为100K欧姆电阻，电容C17为100nF电容。

所述X2的3、5、7脚相连，X2的3、5脚与BAT+端相连，X2的7脚与Power+端相连；X2的2脚与热敏电阻相连，X2的4、6、8脚相连并与BAT+端相连；

X3的1、2、3、4、5、6、7脚相连并与BAT-端相连，X3的6脚接第一地。

通过在X2上连接导线可将BAT+与B+连接在一起。

所述烧写跳线部分包括HDR2X5双排插针J4，U7的13、15脚分别与J4的5、7脚对应相连，J4的3脚分别与第一地线、J4的9脚相连，J4的1脚分别与+3.3V电源、电阻R23一端相连，电阻R23另一端分别与J4的4脚、U7的14脚相连，J4的6脚与U7的16脚相连。

通过J4的TMS/TDI/TDO/TCK在B+/B-在加电的情况下连接JTAG烧写器,烧写8051的程序；避免烧写同时8051不执行其它任务。

所述电阻R23为4.7K欧姆电阻。

所述报警参数及缓存部分包括24CL02芯片U12，U7的25脚分别与电阻R17一端、U12的6脚相连，U12的1、2、3、7、4脚接第一地，U12的8脚分别与+3.3V电源、电阻R16一端、电容C27一端相连，电容C27另一端接第一地，电阻R16另一端分别与U12的5脚、U7的26脚相连。

所述电阻R17为10K欧姆电阻，电阻R16为10K欧姆电阻，电容C27为100nF电容。

所述U7的31脚发出电压控制信号电压，控制信号给定电压与U8的3脚的反馈电压比较，在Q5产生方波，频率由电压控制信号的给定频率决定；U7的27脚在U7的31脚发出电压控制信号电压的同时给出电流参考信号，电流参考信号分别为3A和8A；

通过Q5做频率为80Hz～200Hz幅值为3A～8A的直流方波恒流源，在POWER+端和蓄电池负极B-之间形成放电激励回路；

通过U7的4、5脚采集蓄电池正极B+和蓄电池负极B-电压差及电流差，用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻，其中V1、V2是两次不同恒流源给定所对应的电压，I1、I2是恒流源给定的3A和8A。

脉冲激励回路（DAC1信号发出回路）与测试采集回路（AIN0、AIN1信号接收回路）分开形成四线制工作方式，设置第一地线和第二地线，脉冲激励回路与测试采集回路不共地，减少线路噪声。

所述U7接到上位机许可信号才能发出电压控制信号电压和电流参考信号，上位机许可信号的产生条件为电流检测传感器的电流检测值H1＜300MA。

所述U7发出电压控制信号电压和电流参考信号后，进行以下计算处理步骤：

在恒流源输出信号频率为80Hz时，测试V1、V2,存储I1、I2，验证V1、V2是否正常；

若是，1）用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻；

若否，2）恒流源输出信号频率加1，测试该频率下的V1、V2,存储该频率下的I1、I2，验证该频率下的V1/V2是否正常；

若是，进行步骤1）；若否，进行步骤2）。

所述用公式Rin=(V1-V2)/(I1-I2)计算Rin，与Rin初始值比对；

若变化值＜Rin初始值的15%；则对比V1、V2与各自的初始值，若变化值大于等于初始值的百分之二，则启动均衡充电150MA放电，直至V1、V2比对初始值的变化值小于初始值的百分之二，上传数据至上位机；若V1、V2比对初始值的变化值小于初始值的百分之二，则进行所述计算处理步骤；

若变化值≥Rin初始值的15%，报警。

所述验证V1、V2是否正常的方式为：V1、V2的测试值在1.6～15V之间为正常。

所述启动均衡充电150MA放电为：P0.6给出均衡启动信号使Q5导通，POWER+即蓄电池正极通过R48放电到蓄电池负极,充电回路标称电压不变的情况下，能量转移到其他的蓄电池。

可设置充电电压高于13.5V时，通过Q5以150MA的电流200HZ频率放电，实现抑制高电压提升低电压的功能，做到一定时间内串联组内蓄电池浮充电压偏离度小于5%。

本发明还包括蓄电池容量测量部分，蓄电池容量测量部分采用以下公式：

capacity=100-(R_now-R_start)*(100-C_low)/((A_RR_start-1)*R_start) R_now为实测内阻值，R_start为初始测内阻值，所述C_low为容量低限（%）， A_RR_start为内阻高限，capacity为电池容量（%）。

所述C_low为电池容量的80%。

所述A_RR_start为1.5。

本发明还包括蓄电池正负极绝缘判断部分，蓄电池正负极绝缘判断部分采用以下方式：

若蓄电池组的正极与地线之间的电流I+与负极与地线之间的电流I-的矢量和I等于0，则绝缘良好；

若蓄电池组的正极与地线之间的电流I+与负极与地线之间的电流I-的矢量和I不等于0，电流I为正则正极接地故障，电流I为负则负极接地故障。

电流I可通过图1中H1测得。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.均衡充电供电电路，包括均衡充电电路和工作电源电路，其特征在于均衡充电电路包括LM321芯片U8，U8的1脚通过电阻R58与C8051F007芯片U7的31脚相连，U8的5脚分别与电源VCC、电容C29一端相连，电容C29另一端接第一地，U8的2脚接第一地；

U8的4脚分别与电阻R59一端、电容C43一端相连，电容C43另一端分别与电阻R59另一端、NPN三极管Q1的集电极、电阻R53一端、NMOS管Q5的栅极相连，NPN三极管Q1的发射极接第一地，NPN三极管Q1的基极通过电阻R56与U7的27脚相连，电阻R53另一端分别与第一地线、电阻R48一端相连，电阻R48另一端分别与电阻R55一端、NMOS管Q5的源极相连，电阻R55另一端与U8的3脚相连，NMOS管Q5的漏极分别与电阻R47一端、6脚微型自锁开关S2的1脚、6脚微型自锁开关S2的2脚、6脚微型自锁开关S2的5脚、6脚微型自锁开关S2的6脚相连，电阻R47另一端分别与电容C6一端、电容C8正极、Power+端相连，电容C6另一端分别与第一地线、电容C8负极相连；

工作电源电路包括LY1039F芯片U1和LD1117-ADJ芯片A1，U1的1脚分别与U1的4脚、二极管V3阴极相连，二极管V3阳极分别与电感L2一端、6脚微型自锁开关S2的3脚、S2的4脚、电阻R2一端相连；

电感L2另一端分别与U1的2脚、二极管V2阳极相连，二极管V2阴极分别与电容C9一端、电阻R8一端、电阻R10一端相连，U1的5脚分别与电容C9另一端、电阻R8另一端、电阻R1一端相连，U1的3脚分别与第一地线、电阻R1另一端、电容C11一端、电容C26一端相连，电容C26另一端分别与VCC电源、电容C11另一端、电阻R10另一端相连；

电阻R2另一端分别与电阻R30一端、电阻R21一端、电阻R26一端、PMOS管Q2的源极相连，电阻R21另一端分别与电阻R25一端、电阻R24一端、LM431芯片Q3的2脚相连，电阻R25另一端接VCC电源，电阻R24另一端分别与第一地线、Q3的3脚相连，Q3的1脚分别与电阻R26另一端、电阻R27一端相连，电阻R27另一端接PMOS管Q2的栅极，PMOS管Q2的漏极分别与电阻R30一端、二极管V4阳极相连，二极管V4阴极分别与VCC电源、电容C12正极端、电容C15一端、A1的3脚相连，电容C12负极端分别与电容C15另一端、第一地线、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与A1的1脚、电阻R5一端相连，电阻R5另一端分别与A1的2脚、A1的4脚、二极管V1阴极、电容C32正极端、电阻R9一端、电阻R40一端、电阻R11一端相连，二极管V1阳极分别与第一地线、电容C32负极端相连；

电阻R9另一端分别与电容C3一端、电容C1一端、AVDD电源端相连，电容C3另一端分别与电容C1另一端、第二地线相连；电阻R40另一端分别与电容C4一端、电容C2一端、VDD电源端相连，电容C4另一端分别与电容C2另一端、第一地线相连；电阻R11另一端分别与电容C14一端、电容C13一端、+3.3V电源端相连，电容C14另一端分别与电容C13另一端、第一地线相连；

第一地线通过电阻R12与第二地线相连；

所述U7的31脚发出电压控制信号电压，控制信号给定电压与U8的3脚的反馈电压比较，在Q5产生方波，频率由电压控制信号的给定频率决定；U7的27脚在U7的31脚发出电压控制信号电压的同时给出电流参考信号，电流参考信号分别为3A和8A；

通过Q5做频率为80Hz～200Hz幅值为3A～8A的直流方波恒流源，在POWER+端和蓄电池负极B-之间形成放电激励回路；

通过U7的4、5脚采集蓄电池正极B+和蓄电池负极B-电压差及电流差，用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻，其中V1、V2是两次不同恒流源给定所对应的电压，I1、I2是恒流源给定的3A和8A；

所述U7接到上位机许可信号才能发出电压控制信号电压和电流参考信号，上位机许可信号的产生条件为电流检测传感器的电流检测值H1＜300MA。

2.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述电阻R58为3K欧姆电阻，电容C29为100nF电容，电阻R59为1K或1.5K欧姆电阻，电容C43为470pF电容，电阻R55为100欧姆电阻，电阻R56为2.2K欧姆电阻，电阻R53为47K欧姆电阻，电容C6为100nF电容，电容C8为100uF/16V电容。

3.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述三极管Q1为SS8050型三极管，NMOS管Q5为FQB30N06L型NMOS管。

4.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述电感L2为15uH电感，电容C9为1uF电容，电阻R8为100K欧姆电阻，电阻R1为16K欧姆电阻，电容C11为10uF/16V电容，电容C26为100nF电容，电阻R25为390K欧姆电阻，电阻R21为36K欧姆电阻，电阻R24为7.5K欧姆电阻，电阻R26为7.5K欧姆电阻，电阻R27为1K欧姆电阻，电阻R12、R11、R40、R9为0欧姆电阻，电容C12和C32为10uF/16V电容，电容C15为100nF电容，电阻R4为910欧姆电阻，电阻R5为510欧姆电阻，电容C14、C4、C3为100nF电容，电容C13、C2、C1为1uF电容。

5.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述PMOS管Q2采用AO3415型PMOS管。

6.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述U7的12脚分别与电容C18一端、电阻R35一端相连，电容C18另一端接第一地，电阻R35另一端分别与电容C17一端、电阻R34一端、开关S1一端相连，电阻R34另一端接+3.3V电源，开关S1另一端分别与电容C17另一端、第一地线相连。

7.根据权利要求6所述均衡充电供电电路，其特征在于所述电容C18为1uF电容，电阻R35为1K欧姆电阻，电阻R34为100K欧姆电阻，电容C17为100nF电容。

8.根据权利要求1所述均衡充电供电电路，其特征在于所述U7发出电压控制信号电压和电流参考信号后，进行以下计算处理步骤：

在恒流源输出信号频率为80Hz时，测试V1、V2,存储I1、I2，验证V1、V2是否正常；

若是，1）用公式Rin=（V1-V2）/（I1-I2）计算得出内阻；

若否，2）恒流源输出信号频率加1，测试该频率下的V1、V2,存储该频率下的I1、I2，验证该频率下的V1/V2是否正常；

若是，进行步骤1）；若否，进行步骤2）。