CN112684359A - 电压脉冲隔离保护装置及包括其的电池试验台架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电压脉冲隔离保护装置及包括其的电池试验台架，其中的电压脉冲隔离保护装置中：分压电路，其一端与装置的第一端电连接，其第二端与比较器的输出端电连接，其分压信号输出端与比较器的输入端电连接；分压电路的两端电压等于预设高压阈值时，其分压信号输出端输出参考电压；比较器的输入端接收到的电压值大于或等于参考电压时，其输出端输出切断控制信号；电控开关串接于充放电装置的高压互锁回路中，电控开关的被控端与比较器的输出端电连接，电控开关的被控端接收到切断控制信号后断开以使高压互锁回路断路。上述方案能够在大电压脉冲输入下断开充放电装置的高压互锁回路，避免高压脉冲而导致试验样件的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，具体地，涉及一种电压脉冲隔离保护装置及包括其的电池试验台架。
背景技术
随着新能源汽车的飞速发展，对于汽车电池的测试需求与日俱增。在对汽车电池进行测试时，需要将充放电装置与试验样件连接在一起，充放电装置放电时试验样件充电，试验样件放电时充放电装置充电。但是受限于充放电装置的结构及控制方式，在充放电装置从待机模式进入工作模式的过程中会出现明显的电压脉冲，为了避免高压电压脉冲对到对试验样件的冲击而带来安全风险，需要对充放电装置的高压脉冲进行隔离。
发明内容
本发明旨在提供一种电压脉冲隔离保护装置及包括其的电池试验台架，在充分考虑充放电装置结构的基础上，在充放电装置与试验样件之间串联一个电压脉冲隔离保护装置，通过感知充放电装置的输出电压的脉冲来进行动作，进而起到对试验样件的保护作用。
为此，本发明一部分实施例提供一种电压脉冲隔离保护装置，所述装置包括分压电路、比较器和电控开关，其中：
所述装置，其第一端和第二端用于与充放电装置的正极端和负极端电连接，其第三端和第四端用于与试验样件的正极端和负极端电连接；
所述分压电路，其一端与所述装置的第一端电连接，其第二端与所述比较器的输出端电连接，其分压信号输出端与所述比较器的输入端电连接；所述分压电路的两端电压等于预设高压阈值时，其分压信号输出端输出参考电压；
所述比较器的输入端接收到的电压值大于或等于所述参考电压时，其输出端输出切断控制信号；
所述电控开关串接于所述充放电装置的高压互锁回路中，所述电控开关的被控端与所述比较器的输出端电连接，所述电控开关的被控端接收到所述切断控制信号后断开以使所述高压互锁回路断路。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，所述比较器的输出端输出切断控制信号时，所述分压信号输出端输出的电压小于所述参考电压；
所述比较器的输入端接收到的电压值小于所述参考电压时，其输出端输出导通控制信号；
所述电控开关的被控端接收到所述导通控制信号后导通以使所述高压互锁回路导通。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，所述分压电路包括稳压二极管、第一分压电阻和第二分压电阻；
所述稳压二极管，其正极端与所述装置的第一端电连接，其负极端与所述第一分压电阻的第一端连接，所述稳压二极管在其第一端的输入电压值大于所述预设高压阈值时导通；所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点作为所述分压信号输出端；所述第二分压电阻的第二端与所述比较器的输出端电连接。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，所述分压电路中还包括开关二极管：
所述开关二极管串联于所述第二分压电阻的第二端与所述比较器的输出端之间，且所述开关二极管在所述比较器的输出端输出切断控制信号时导通。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，所述分压电路中还包括滤波电路：
所述滤波电路的第一端与所述稳压二极管的第二端连接，所述滤波电路的第二端接地。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，还包括参考电压输出电路：
所述参考电压输出电路包括滑动变阻器，所述滑动变阻器的一端与所述装置的第一端连接，所述滑动变阻器的另一端接地；所述滑动变阻器的滑动端作为输出端与所述比较器的参考电压输入端连接；调节所述滑动端在所述滑动变阻器中的位置以使所述滑动端输出所述参考电压。
可选地，上述的电压脉冲隔离保护装置中，所述电控开关为光电耦合器，所述光电耦合器的第一输出端和第二输出端与所述高压互锁回路的正极端和负极端连接，所述光电耦合器的第三端与所述装置的第一端连接，所述光电耦合器的第四端作为被控端与所述比较器的输出端连接。
本发明一些实施例中还提供一种电池试验台架，包括充放电装置、试验样件以及以上任一项所述的电压脉冲隔离保护装置，其中：
所述装置的第一端和第二端分别与所述充放电装置的正极端和负极端电连接；
所述装置的第三端和第四端分别与所述试验样件的正极端和负极端电连接；
所述装置中的电控开关串联于所述充放电装置的高压互锁回路中。
可选地，上述电池试验台架中，所述装置中的分压电路中的稳压二极管的导通电压与所述试验样件可承受的冲击电压相一致，所述试验样件可承受的冲击电压为预设高压阈值。
可选地，上述电池试验台架中，所述装置中的参考电压输出电路输出的参考电压根据所述试验样件可承受的冲击电压进行调整，以满足：所述分压电路两端的电压与所述试验样件可承受的冲击电压相等时，所述分压电路的分压信号输出端输出的电压值与所述参考电压相等。
与现有技术相比，本发明实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：
本发明实施例提供的电压脉冲隔离保护装置及包括其的电池试验台架，其中的电压脉冲隔离保护装置可串联连接在充放电装置与试验样件之间，当电压脉冲隔离保护装置两端输入超过预设高压阈值的大电压脉冲时，分压电路会输出高于参考电压的电压信号，比较器接收到分压电路输出的电压信号后会输出切断控制信号从而控制电控开关断开，而电控开关串联在高压互锁回路中，电控开关断开后就会断开充放电装置的高压互锁回路，从而使得充放电装置进入待机模式，避免由于充放电装置出现的高压脉冲而导致试验样件的损坏。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的电压脉冲隔离保护装置的电路图；
图2为本发明另一个实施例提供的电压脉冲隔离保护装置的电路图；
图3为本发明另一个实施例提供的试验台架的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本申请中提供的以下实施例中的各个技术方案，除非彼此之间相互矛盾，否则不同技术方案之间可以相互组合，其中的技术特征可以相互替换。
本实施例提供一种电压脉冲隔离保护装置，如图1所示，所述装置100包括分压电路110、比较器120和电控开关130。所述装置100，其第一端101和第二端102用于与充放电装置的正极端和负极端电连接，其第三端103和第四端104用于与试验样件的正极端和负极端电连接；所述分压电路110，其一端与所述装置的第一端101电连接，其第二端与所述比较器120的输出端电连接，其分压信号输出端与所述比较器120的输入端电连接；所述分压电路110的两端电压等于预设高压阈值时，其分压信号输出端输出参考电压；所述比较器120的输入端接收到的电压值大于或等于所述参考电压时，其输出端输出切断控制信号；所述电控开关130串接于所述充放电装置的高压互锁回路中，所述电控开关130的被控端与所述比较器120的输出端电连接，所述电控开关130的被控端接收到所述切断控制信号后，其第一端131和其第二端132之间断开以使所述高压互锁回路断路。
以上方案中的电压脉冲隔离保护装置可串联连接在充放电装置与试验样件之间，当电压脉冲隔离保护装置两端输入超过预设高压阈值的大电压脉冲时，分压电路110会输出高于参考电压的电压信号，比较器120接收到分压电路110输出的电压信号后会输出切断控制信号从而控制电控开关130断开，而电控开关130串联在高压互锁回路中，电控开关130断开后就会断开充放电装置的高压互锁回路，从而使得充放电装置进入待机模式，避免由于充放电装置出现的高压脉冲而导致试验样件的损坏。
进一步地，所述比较器120的输出端输出切断控制信号时，所述分压电路110的所述分压信号输出端输出的电压小于所述参考电压；所述比较器120的输入端接收到的电压值小于所述参考电压时，其输出端输出导通控制信号；所述电控开关130的被控端接收到所述导通控制信号后导通以使所述高压互锁回路导通。也即，当出现高压脉冲时，电压脉冲隔离保护装置会且切断充放电装置中的高压互锁回路，而高压脉冲信号并不会是持续高压，当比较器120的输出端输出切断控制信号后，高压脉冲信号也回复了正常电压信号，此时，电压脉冲隔离保护装置也恢复到正常工作状态，恢复高压互锁回路的导通状态，继续实现对试验样件的测试过程。
优选地，如图2所示，所述分压电路110包括稳压二极管D1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2；所述稳压二极管D1，其正极端与所述装置的第一端101电连接，其负极端与所述第一分压电阻R1的第一端连接，所述稳压二极管D1在其第一端的输入电压值大于所述预设高压阈值时导通；所述第一分压电阻R1的第二端与所述第二分压电阻R2的第一端连接，且所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的连接点作为所述分压信号输出端；所述第二分压电阻R2的第二端与所述比较器120的输出端电连接。稳压二极管D1的导通电压就设定为预设高压阈值，其两端电压达到预设高压阈值后稳压二极管D1被击穿之后电路导通，两个分压电阻实现分压，从而分压信号输出端输出一定的电压到比较器120的输入端；而比较器120的参考点位输入端直接接入参考电压。比较器120是一个电压比较器，根据分压电路的输出电压和参考电位的电压值，输出切断控制信号或导通控制信号至电控开关，切断控制信号可以为高电平(或者低电平)，相应地所述导通控制信号就为低电平(或者高电平)，二者设置为不同的电平信号即可。
进一步地，如图2所示，所述分压电路中还包括开关二极管D2，所述开关二极管D2串联于所述第二分压电阻R2的第二端与所述比较器120的输出端之间，且所述开关二极管D2在所述比较器120的输出端输出切断控制信号时导通。高压脉冲信号可能仅在一瞬间达到预设高压阈值，之后便恢复平稳的测试电压值，采用本方案，能够在一瞬间的高压脉冲信号恢复正常后也恢复高压闭锁回路的导通。具体地，如图2中的连接方式，当比较器120的输出端输出高电平形式的切断控制信号后，开关二极管D2就会导通，此时第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的分压值就会下降，导致比较器120接收到的输入电压值低于参考电压，则比较器120的输出端就会输出导通控制信号，控制电控开关130导通，高压互锁回路导通，充放电装置与试验样件之间恢复正常的测试连接状态，重新恢复正常的测试。
进一步地，如图所示，以上方案中，所述分压电路110中还包括滤波电路，所述滤波电路又电容C1和电阻R4并联组成，所述滤波电路的第一端与所述稳压二极管D1的第二端连接，所述滤波电路的第二端接地。通过设置滤波电路能够增加电压脉冲隔离保护装置电信号处理的稳定性。另外，上述方案还可以包括稳压电路，稳压电路由电容C2和二极管D3并联构成，能够滤除电路中的高频信号，从而能进一步确保电信号处理的稳定性。
如图所示，上述方案中的电压脉冲隔离保护装置，还包括参考电压输出电路，所述参考电压输出电路包括滑动变阻器R3，所述滑动变阻器R3的一端与所述装置的第一端101(或者如图直接连接高电平)连接，所述滑动变阻器若的另一端接地；所述滑动变阻器R3的滑动端作为输出端与所述比较器120的参考电压输入端连接；调节所述滑动端在所述滑动变阻器R3中的位置以使所述滑动端输出所述参考电压。通过本方案中的设计，能够对参考电压进行调整改变，从而适应于试验样件不同时对不同预设高压阈值的隔离。
进一步地，上述方案中的电压脉冲隔离保护装置，所述电控开关130为光电耦合器，所述光电耦合器的第一输出端131和第二输出端132与所述高压互锁回路的正极端和负极端连接，所述光电耦合器的第三端与所述装置的第一端101(或者如图所示连接高电平)连接，所述光电耦合器的第四端作为被控端与所述比较器120的输出端连接。
以上方案，能够调节比较器120的参考电位值或者更换具有不同导通电压的稳压二极管D1，进而改变电压脉冲隔离保护装置的触发电压，增强上述装置的适应范围。
如图3所示，本发明一部分实施例提供一种电池试验台架，包括充放电装置200、试验样件300以及上述任一方案所述的电压脉冲隔离保护装置100，其中所述装置100的第一端101和第二端102分别与所述充放电装置200的正极端和负极端电连接；所述装置100的第三端103和第四端104分别与所述试验样件300的正极端和负极端电连接。所述装置100中的电控开关130串联于所述充放电装置200的高压互锁回路中。
优选地，所述装置100中的分压电路11中的稳压二极管D1的导通电压与所述试验样件300可承受的冲击电压相一致，所述试验样件300可承受的冲击电压为预设高压阈值。所述装置100中的参考电压输出电路输出的参考电压根据所述试验样件300可承受的冲击电压进行调整，以满足：所述分压电路110两端的电压与所述试验样件300可承受的冲击电压相等时，所述分压电路110的分压信号输出端输出的电压值与所述参考电压相等。
以上方案解决了电池测试过程中充放电装置出现的电压脉冲对试验样件的损坏风险和安全风险。电压脉冲隔离保护装置100串联安装在充放电装置200与试验样件300的回路中，能够实现在大电压脉冲输入下断开充放电装置200的高压互锁回路，从而使得充放电装置200进入待机模式，降低或者消除由于充放电装置出现的高压脉冲而导致试验样件300的损坏。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电压脉冲隔离保护装置，其特征在于，所述装置包括分压电路、比较器和电控开关，其中：
所述装置，其第一端和第二端用于与充放电装置的正极端和负极端电连接，其第三端和第四端用于与试验样件的正极端和负极端电连接；
所述分压电路，其一端与所述装置的第一端电连接，其第二端与所述比较器的输出端电连接，其分压信号输出端与所述比较器的输入端电连接；所述分压电路的两端电压等于预设高压阈值时，其分压信号输出端输出参考电压；
所述比较器的输入端接收到的电压值大于或等于所述参考电压时，其输出端输出切断控制信号；
所述电控开关串接于所述充放电装置的高压互锁回路中，所述电控开关的被控端与所述比较器的输出端电连接，所述电控开关的被控端接收到所述切断控制信号后断开以使所述高压互锁回路断路。
2.根据权利要求1所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于：
所述比较器的输出端输出切断控制信号时，所述分压信号输出端输出的电压小于所述参考电压；
所述比较器的输入端接收到的电压值小于所述参考电压时，其输出端输出导通控制信号；
所述电控开关的被控端接收到所述导通控制信号后导通以使所述高压互锁回路导通。
3.根据权利要求2所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于：
所述分压电路包括稳压二极管、第一分压电阻和第二分压电阻；
所述稳压二极管，其正极端与所述装置的第一端电连接，其负极端与所述第一分压电阻的第一端连接，所述稳压二极管在其第一端的输入电压值大于所述预设高压阈值时导通；所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点作为所述分压信号输出端；所述第二分压电阻的第二端与所述比较器的输出端电连接。
4.根据权利要求3所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于，所述分压电路中还包括开关二极管：
所述开关二极管串联于所述第二分压电阻的第二端与所述比较器的输出端之间，且所述开关二极管在所述比较器的输出端输出切断控制信号时导通。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于，所述分压电路中还包括滤波电路：
所述滤波电路的第一端与所述稳压二极管的第二端连接，所述滤波电路的第二端接地。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于，还包括参考电压输出电路：
所述参考电压输出电路包括滑动变阻器，所述滑动变阻器的一端与所述装置的第一端连接，所述滑动变阻器的另一端接地；所述滑动变阻器的滑动端作为输出端与所述比较器的参考电压输入端连接；调节所述滑动端在所述滑动变阻器中的位置以使所述滑动端输出所述参考电压。
7.根据权利要求1-4任一项所述的电压脉冲隔离保护装置，其特征在于：
所述电控开关为光电耦合器，所述光电耦合器的第一输出端和第二输出端与所述高压互锁回路的正极端和负极端连接，所述光电耦合器的第三端与所述装置的第一端连接，所述光电耦合器的第四端作为被控端与所述比较器的输出端连接。
8.一种电池试验台架，其特征在于，包括充放电装置、试验样件以及权利要求1-7任一项所述的电压脉冲隔离保护装置，其中：
所述装置的第一端和第二端分别与所述充放电装置的正极端和负极端电连接；
所述装置的第三端和第四端分别与所述试验样件的正极端和负极端电连接
所述装置中的电控开关串联于所述充放电装置的高压互锁回路中。
9.根据权利要求8所述电池试验台架，其特征在于：
所述装置中的分压电路中的稳压二极管的导通电压与所述试验样件可承受的冲击电压相一致，所述试验样件可承受的冲击电压为预设高压阈值。
10.根据权利要求8所述电池试验台架，其特征在于：
所述装置中的参考电压输出电路输出的参考电压根据所述试验样件可承受的冲击电压进行调整，以满足：所述分压电路两端的电压与所述试验样件可承受的冲击电压相等时，所述分压电路的分压信号输出端输出的电压值与所述参考电压相等。
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