CN112858910A - 一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂电池芯片模拟充电测试技术领域，尤其为一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，包括模拟电池充电电路、温度传感器、芯片热调节装置和控制器，所述芯片热调节装置包括基座、导热定位板、水冷弯管、循环回水管、集液罐、循环水泵、散热器和加热器，其中，所述导热定位板固定于基座上。本发明能够延长被测芯片处于常温状态下的测试时间，实现被测芯片快速降温，避免被测芯片处于热保护状态下测试时影响测试结果的准确性，无需在未完成相关测试且被测芯片温度进入热保护范围时停止测试，保证锂电池芯片测试过程的顺畅性，较之现有技术能够实现锂电池芯片的快速升温，达到提高测试效率的目的，结构简单，具有高效率及高效益的优点。

Description

一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统

技术领域

本发明涉及锂电池芯片模拟充电测试技术领域，具体为一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统。

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，采用模拟充电的方式，通过改变电子负载的参数，可以检测到电源产品的输出特性。

在对锂电池被测芯片进行模拟充电时，在模拟充电期间，由于被测芯片IC发热问题，导致在一定充电范围内IC进入了热保护状态，充电电流不是一直维持最大输入电流ICC，而是以ICC的50％至100％左右的电流大小进行充电，当被测芯片IC进入热保护状态后，会对被测芯片除热保护电路相关测试外的测试进程产生影响，即影响测试数据的精确性，当被测芯片处于热保护状态时需要停止相关测试，待被测芯片降温后才能继续进行测试，不能实现被测芯片的快速降温，且不能快速使被测芯片升温至其处于热保护状态，测试效率较低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，解决了现有技术在对锂电池被测芯片进行模拟充电时，不能实现对被测芯片的快速降温及升温，测试时间长，效率低的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，包括替代锂电池进行被测芯片充电的模拟电池充电电路、用于被测芯片充电测试时进行温度测量的温度传感器、用于被测芯片进行温度调节的芯片热调节装置以及与温度传感器电性连接的控制器，所述芯片热调节装置包括基座、导热定位板、水冷弯管、循环回水管、集液罐、循环水泵、散热器和加热器，其中，所述导热定位板固定于基座上，所述导热定位板上设有用于定位被测芯片的定位槽，所述温度传感器嵌装于导热定位板上，所述温度传感器的探头与定位于定位槽上的被测芯片端面接触，所述水冷弯管嵌装于基座的内部，所述水冷弯管的进水口与回水口分别与循环回水管的两端连接，所述集液罐、循环水泵、散热器和加热器依次串联于循环回水管上，所述循环水泵、散热器和加热器的电加热元件分别与控制器电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述温度传感器为PT温度传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述基座与导热定位板之间通过导热硅胶层连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器为80C51单片机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述模拟充电系统还包括与控制器电性连接的通讯模块，所述控制器通过通讯模块与锂电池芯片测试系统的MCU连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述通讯模块采用RS232或RS485通讯方式。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器被配置为在控制端获取被测芯片测试文件，测试文件包括获取被测芯片模拟充电时被测芯片温度进入预设警戒温度阈值时的控制指令，以及获取在锂电池芯片测试系统允许测试的情况下被测芯片温度进入热保护范围的控制指令，还配置为获取温度传感器检测到的被测芯片在模拟充电时的温度值，判断检测到的温度值是否进入被测芯片进入预设警戒温度阈值，当检测温度进入预设警戒温度阈值时，启动控制循环水泵工作指令，加热器处于关闭状态；当控制器获取到锂电池芯片测试系统发送的进入热保护范围温度阈值下的允许测试指令，启动控制循环水泵工作指令，同时启动加热器对水进行加热，加热至被测芯片在热交换下温度值进入热保护范围的温度阈值为止。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，具备以下有益效果：

该用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，在现有的模拟充电系统基础上增设温度传感器、芯片热调节装置和控制器组成芯片热调节系统，能够延长被测芯片处于常温状态下的测试时间，实现被测芯片快速降温，避免被测芯片处于热保护状态下测试时影响测试结果的准确性，无需在未完成相关测试且被测芯片温度进入热保护范围时停止测试，保证锂电池芯片测试过程的顺畅性，较之现有技术能够实现锂电池芯片的快速升温，达到提高测试效率的目的，结构简单，具有高效率及高效益的优点。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明中被测芯片、导热定位板基座及导热硅胶层的连接结构示意图；

图3为本发明中水冷弯管、循环回水管、集液罐、循环水泵、散热器和加热器的连接结构简示图。

图中：1、被测芯片；2、模拟电池充电电路；3、温度传感器；4、芯片热调节装置；401、基座；402、导热定位板；403、水冷弯管；404、循环回水管；405、集液罐；406、循环水泵；407、散热器；408、加热器；409、导热硅胶层；5、控制器。

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做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。

实施例

请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，包括替代锂电池进行被测芯片1充电的模拟电池充电电路2、用于被测芯片1充电测试时进行温度测量的温度传感器3、用于被测芯片1进行温度调节的芯片热调节装置4以及与温度传感器3电性连接的控制器5，芯片热调节装置4包括基座401、导热定位板402、水冷弯管403、循环回水管404、集液罐405、循环水泵406、散热器407和加热器408，其中，导热定位板402固定于基座401上，导热定位板402上设有用于定位被测芯片1的定位槽，温度传感器3嵌装于导热定位板402上，温度传感器3的探头与定位于定位槽上的被测芯片1端面接触，水冷弯管403嵌装于基座401的内部，水冷弯管403的进水口与回水口分别与循环回水管404的两端连接，集液罐405、循环水泵406、散热器407和加热器408依次串联于循环回水管404上，循环水泵406、散热器407和加热器408的电加热元件分别与控制器5电性连接。

本实施方案中，模拟电池充电电路2采用现有技术常用的电子负载模拟充电方式，即通过改变电子负载的参数，可以检测到电源产品的输出特性，具体可参照中国专利申请号为CN201310236106.7公开的一种用于检验产品充电电路的模拟锂电池测试方法和电路。

本实施方案的另一方面，基座401与导热定位板402均为导热材料制成，如铜、铝制品，利于与被测芯片1进行热交换。

具体的，温度传感器3为PT100温度传感器。

具体的，基座401与导热定位板402之间通过导热硅胶层409连接。

具体的，控制器5为80C51单片机。

具体的，模拟充电系统还包括与控制器5电性连接的通讯模块，控制器5通过通讯模块与锂电池芯片测试系统的MCU连接。

具体的，通讯模块采用RS232或RS485通讯方式。

具体的，控制器5被配置为在控制端获取被测芯片1测试文件，测试文件包括获取被测芯片1模拟充电时被测芯片1温度进入预设警戒温度阈值时的控制指令，以及获取在锂电池芯片测试系统允许测试的情况下被测芯片1温度进入热保护范围的控制指令，还配置为获取温度传感器3检测到的被测芯片1在模拟充电时的温度值，判断检测到的温度值是否进入被测芯片1进入预设警戒温度阈值，当检测温度进入预设警戒温度阈值时，启动控制循环水泵406工作指令，加热器408处于关闭状态；当控制器5获取到锂电池芯片测试系统发送的进入热保护范围温度阈值下的允许测试指令，启动控制循环水泵406工作指令，同时启动加热器408对水进行加热，加热至被测芯片1在热交换下温度值进入热保护范围的温度阈值为止。

本发明的工作原理及使用流程：在对锂电池被测芯片1进行模拟充电时，首先将被测芯片1置于导热定位板402的定位槽内，通过温度传感器3实时监测经由模拟电池充电电路2模拟充电的被测芯片1温度，并将检测到的电信号传输至控制器5，控制器5根据检测到的温度值判断被测芯片1温度是否进入预设警戒温度阈值范围内，当被测芯片1温度进入预设警戒温度阈值范围内，且控制器5未接收到锂电池芯片测试系统发送的进入热保护范围温度阈值的测试指令时，通过控制器5控制循环水泵406工作，加热器408处于关闭状态，此时处于水冷弯管403、循环回水管404及集液罐405的冷却水在循环水泵406的作用下，沿水冷弯管403-循环回水管404-集液罐405-循环水泵406-散热器407-加热器408-水冷弯管403的流动方向快速流动，被测芯片1与导热定位板402、导热硅胶层409及基座401进行热交换，通过快速流动的冷却水带走基座401内的热量，以实现被测芯片1快速降温的目的，冷却水在流动过程中，通过散热器407的布置起到冷却水加速降温的目的，使被测芯片1的温度始终处于预设警戒温度阈值范围以下，延长被测芯片1在常温状态下的测试时间，避免被测芯片1处于热保护状态下测试时影响测试结果的准确性，无需在未完成测试且被测芯片1温度进入热保护范围时停止测试，保证锂电池芯片测试过程的顺畅性；

当控制器5接收到锂电池芯片测试系统发送的进入热保护范围温度阈值下的允许测试指令时，控制器5立即控制循环水泵406工作，同时启动加热器408对冷却水进行加热，至被测芯片1在热交换下温度值进入热保护范围的温度阈值内，从而对被测芯片1在热保护状态下的相关性能进行测试，节省被测芯片1的升温时间，达到提高测试效率的目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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 (7)

1.一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，包括替代锂电池进行被测芯片(1)充电的模拟电池充电电路(2)、用于被测芯片(1)充电测试时进行温度测量的温度传感器(3)、用于被测芯片(1)进行温度调节的芯片热调节装置(4)以及与温度传感器(3)电性连接的控制器(5)，其特征在于：所述芯片热调节装置(4)包括基座(401)、导热定位板(402)、水冷弯管(403)、循环回水管(404)、集液罐(405)、循环水泵(406)、散热器(407)和加热器(408)，其中，所述导热定位板(402)固定于基座(401)上，所述导热定位板(402)上设有用于定位被测芯片(1)的定位槽，所述温度传感器(3)嵌装于导热定位板(402)上，所述温度传感器(3)的探头与定位于定位槽上的被测芯片(1)端面接触，所述水冷弯管(403)嵌装于基座(401)的内部，所述水冷弯管(403)的进水口与回水口分别与循环回水管(404)的两端连接，所述集液罐(405)、循环水泵(406)、散热器(407)和加热器(408)依次串联于循环回水管(404)上，所述循环水泵(406)、散热器(407)和加热器(408)的电加热元件分别与控制器(5)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述温度传感器(3)为PT100温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述基座(401)与导热定位板(402)之间通过导热硅胶层(409)连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述控制器(5)为80C51单片机。

5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述模拟充电系统还包括与控制器(5)电性连接的通讯模块，所述控制器(5)通过通讯模块与锂电池芯片测试系统的MCU连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述通讯模块采用RS232或RS485通讯方式。

7.根据权利要求1所述的一种用于锂电池芯片测试的模拟充电系统，其特征在于：所述控制器(5)被配置为在控制端获取被测芯片(1)测试文件，测试文件包括获取被测芯片(1)模拟充电时被测芯片(1)温度进入预设警戒温度阈值时的控制指令，以及获取在锂电池芯片测试系统允许测试的情况下被测芯片(1)温度进入热保护范围的控制指令，还配置为获取温度传感器(3)检测到的被测芯片(1)在模拟充电时的温度值，判断检测到的温度值是否进入被测芯片(1)进入预设警戒温度阈值，当检测温度进入预设警戒温度阈值时，启动控制循环水泵(406)工作指令，加热器(408)处于关闭状态；当控制器(5)获取到锂电池芯片测试系统发送的进入热保护范围温度阈值下的允许测试指令，启动控制循环水泵(406)工作指令，同时启动加热器(408)对水进行加热，加热至被测芯片(1)在热交换下温度值进入热保护范围的温度阈值为止。

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