CN110426644A - 一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，设置被测锂电池充电芯片以及第一、第二两个电压源和一个电流源构成的测试系统，第一电压源和电流源共同连接在被测锂电池充电芯片的输出端，用于模拟替代锂电池并模拟锂电池先恒流再恒压的充电特性，第二电压源连接在被测锂电池充电芯片的输入端，用于给被测锂电池充电芯片供电，提供充电电流。

Description

一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法

技术领域

本发明涉及一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，属于锂电池充电技术领域。

背景技术

随着便携式电子产品的广泛使用于工作和生活的各个方面，锂电池的应用也日益广泛。现有的针对锂电池充电芯片的测试方法主要有两种，一种是直接采用锂电池，但缺点是锂电池充电时间长，测试周期长，不能快速得到测试结果，还有就是锂电池反复测试会减小电池的寿命；另一种方法是特定的测试版，需要单片机控制电路，分别控制电压配置网络和电流配置网络、恒压电子负载、基准电压电路、隔离通道等等，测试系统复杂。如图1所示传统的测试方法，框图中的电路都需要特定的设备来支持，整个系统搭建下来，需要构建一个昂贵的大型设备，不利于个人操作。

发明内容

本发明为解决现有技术的缺陷，提供一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，该方法是一种简易的模拟锂电池的测试方法，个人可以在短时间内就可以测得锂电池充电芯片的性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：设置被测锂电池充电芯片以及第一、第二两个电压源和一个电流源构成的测试系统，第一电压源和电流源共同连接在被测锂电池充电芯片的输出端，用于模拟替代锂电池并模拟锂电池先恒流再恒压的充电特性，第二电压源连接在被测锂电池充电芯片的输入端，用于给被测锂电池充电芯片供电，提供充电电流；若全过程模拟锂电池充电流为IBAT，第一电压源提供充电电流为IV1，电流源提供电流为IC1，则实时的充电电流为IBAT＝IC1-IV1，通过读取第二电压源的输出电流即是。

当锂电池电压低于涓流充电电压时，以额定电流的一定比例开始涓流充电；当锂电池电压大于涓流充电电压时，以额定的电流充电；当锂电池电压接近标称电压值时，转入恒压充电模式，此时充电电流开始减小，直至最终关断；充电电流关断后，如果锂电池开始放电，锂电池电压开始下降，当锂电池电压再次下降到低于涓流充电电压时，开始再次涓流充电以及后续的恒压充电及放电过程，最终被测锂电池充电芯片输出电流减小的部分由第一电压源来提供，以保持测试系统的稳定性。

设置锂电池充电芯片的最大充电电流为一个额定值IMAX，那么电流源提供电流的电流IC1要大于IMAX，第一电压源的最大电流限流值Ilimit1要大于电流源电流IC1，即Ilimit1>IC1，而第二电压源的最大电流限流值Ilimit2要大于IMAX，即Ilimit2>IMAX；通过调节第一电压源的电压值，能够短时间内模拟锂电池充电时电压上升的完整过程。

所述锂电池充电芯片测试的具体过程如下：

步骤1，通过不断上调第一电压源电压，同时观察第一电压源的输出电流，得到完整的从恒流充电到恒压充电的全过程，并测试到锂电池充电芯片的充电截止电压；当第一电压源的电压低于涓流充电电压时，读取第二电压源的输出电流即充电电流，此时的充电电流为额定充电电流的一定比例，充电状态为小电流的涓流模式；当第一电压源的电压上升到大于涓流电压时，读取第二电压源的输出电流即充电电流为额定充电电流，充电状态为恒流模式，并且该状况持续到第一电压源电压接近电池标称电压；此后，随着第一电压源电压继续上升，充电电流继续减小，当充电电流减小到零时充电结束，为充电标称电压值；

步骤2，将第一电压源的电压开始下调，当观察到重新有充电电流时，重复步骤1再次完成充电，有效地模拟锂电池的完整充电过程，准确评价锂电池充电芯片的性能。

所述第一、第二两个电压源可采用ITECH IT6322，电流源可采用Chroma 63600-1。

本发明的优点及显著效果：本发明采用电压源和电流源共同模拟锂电池，电压源用于模拟锂电池的电压并承担一定的输出电流，电流源用于模拟锂电池被充电时的抽取电流。由于锂电池充电特性是先恒流再恒压，即当电池电压比较低时，以恒定的大电流充电；当电池电压接近标称电压值时，转入恒压充电模式，此时充电电流开始减小，直至最终关断。因此,锂电池充电过程中充电电流在变化,当采用固定电流源时,被测试芯片的输出电流减小的部分，都需要用电压源来提供，以保持测试系统的稳定性。全过程实际锂电池充电流电流为IBAT，电压源提供电流为IV，电流源提供电流为IC，因此实时的充电电流为IBAT＝IC-IV。这种方式避免使用锂电池，提高测试效率，同时降低操作人员的测试难度，降低测试设备成本，最终增加充电芯片测试的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是传统的测试锂电池充电芯片的方法示意图；

图2是本发明模拟锂电池测试充电芯片方法的测试系统原理图。

具体实施方式

图2中，测试系统电路包括两个电压源和一个电流源，在满足额定电压和额定电流的条件下，可以采用采用市面上任意的电压源和电子负载做电流源。在本电路验证时，采用ITECH IT6322三通道电源，其中通道1和通道2分别对应第一电压源和第二电压源，电流源采用Chroma 63600-1电子负载。其中第二电压源给被测锂电池充电芯片供电，即提供充电电流；第一电压源和电流源连接在一起，接至锂电池充电芯片的输出端，用于模拟锂电池的充电特性。全过程模拟锂电池充电流为IBAT，第一电压源提供电流为IV1，电流源提供电流为IC1，因此实时的充电电流为IBAT＝IC1-IV1，该值可以通过读取第二电压源的输出电流即可以方便获得。由于锂电池充电充电特性是先恒流再恒压，即当电池电压低于涓流充电电压时，以额定电流的一定比例开始涓流充电，例如1/10；当电流电压大于涓流电压时，以额定的电流充电；当电池电压接近标称电压值时，转入恒压充电模式，此时充电电流开始减小，直至最终关断。充电电流关断后，如果电池开始放电，那么电池电压开始下降，当电池电压下降到再次充电电压时，开始再次充电。因此最终被测试芯片的输出电流减小的部分，都需要用第一电压源来提供，以保持测试系统的稳定性。

测试时，设置锂电池充电芯片的最大充电电流为一个额定值IMAX，那么电流源的电流IC1要大于IMAX，例如1.5倍的IMAX值。此时第一电压源的最大电流限流值Ilimit1要大于电流源电流IC1，即Ilimit1>IC1，而第二电压源的最大电流限流值Ilimit2要大于IMAX,即Ilimit2>IMAX。通过调节第一电压源的电压值，即可以短时间内模拟锂电池充电时电压上升的完整过程。

锂电池充电芯片测试的完整过程如下：选取合适的第二电压源的电压，例如5V，给锂电池充电芯片供电。同时引入第一电压源和电流源用于模拟替代锂电池，通过不断上调第一电压源电压,例如从2.5V上调到4.3V，同时观察第二电压源的输出电流，可以观察到完整的从恒流充电到恒压充电的全过程，并且可以测试到锂电池充电芯片的充电截止电压。当第一电压源的电压低于涓流充电电压时,例如低于2.9V，从第二电压源可以观察到充电电流，此时为额定充电电流的一定比例，例如1/10，此时充电状态即为小电流的涓流模式。当第一电压源的电压上升到大于涓流电压时，可以观察到充电电流为额定充电电流，即为恒流模式，并且该状况持续到第一电压源电压接近电池标称电压。此后，随着第一电压源电压继续上升，充电电流继续减小，当充电电流减小到零时，充电结束，该电压即为充电标称电压值,例如4.2V。此时将第一电压源的电压开始下调，当观察到重新有充电电流时，即恢复再次充电，此时的电压即为再充电电压,例如4.05V。因此，采用本发明测试方法，通过使用常见的电压源和电流源，在短时间内可以有效地模拟锂电池的完整充电过程，从而可以准确评价锂电池充电芯片的性能。

Claims (5)

1.一种模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：设置被测锂电池充电芯片以及第一、第二两个电压源和一个电流源构成的测试系统，第一电压源和电流源共同连接在被测锂电池充电芯片的输出端，用于模拟替代锂电池并模拟锂电池先恒流再恒压的充电特性，第二电压源连接在被测锂电池充电芯片的输入端，用于给被测锂电池充电芯片供电，提供充电电流；若全过程模拟锂电池充电流为IBAT，第一电压源提供充电电流为IV1，电流源提供电流为IC1，则实时的充电电流为IBAT＝IC1-IV1，通过读取第二电压源的输出电流即是。

2.根据权利要求1所述的模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：当锂电池电压低于涓流充电电压时，以额定电流的一定比例开始涓流充电；当锂电池电压大于涓流充电电压时，以额定的电流充电；当锂电池电压接近标称电压值时，转入恒压充电模式，此时充电电流开始减小，直至最终关断；充电电流关断后，如果锂电池开始放电，锂电池电压开始下降，当锂电池电压再次下降到低于涓流充电电压时，开始再次涓流充电以及后续的恒压充电及放电过程，最终被测锂电池充电芯片输出电流减小的部分由第一电压源来提供，以保持测试系统的稳定性。

3.根据权利要求1或2所述的模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：设置锂电池充电芯片的最大充电电流为一个额定值IMAX，那么电流源提供电流的电流IC1要大于IMAX，第一电压源的最大电流限流值Ilimit1要大于电流源电流IC1，即Ilimit1>IC1，而第二电压源的最大电流限流值Ilimit2要大于IMAX，即Ilimit2>IMAX；通过调节第一电压源的电压值，能够短时间内模拟锂电池充电时电压上升的完整过程。

4.根据权利要求3所述的模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：所述锂电池充电芯片测试的具体过程如下：

步骤1，通过不断上调第一电压源电压，同时观察第一电压源的输出电流，得到完整的从恒流充电到恒压充电的全过程，并测试到锂电池充电芯片的充电截止电压；当第一电压源的电压低于涓流充电电压时，读取第二电压源的输出电流即充电电流，此时的充电电流为额定充电电流的一定比例，充电状态为小电流的涓流模式；当第一电压源的电压上升到大于涓流电压时，读取第二电压源的输出电流即充电电流为额定充电电流，充电状态为恒流模式，并且该状况持续到第一电压源电压接近电池标称电压；此后，随着第一电压源电压继续上升，充电电流继续减小，当充电电流减小到零时充电结束，为充电标称电压值；

步骤2，将第一电压源的电压开始下调，当观察到重新有充电电流时，重复步骤1再次完成充电，有效地模拟锂电池的完整充电过程，准确评价锂电池充电芯片的性能。

5.根据权利要求1所述的模拟锂电池测试锂电池充电芯片的方法，其特征在于：所述第一、第二两个电压源采用ITECH IT6322，电流源采用Chroma 63600-1。