CN204287442U - 一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路 - Google Patents
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Abstract
一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路，涉及电池管理技术，尤其是涉及锂亚电池钝化的检测及消除电路，包括CPU和电池，还包括CPU和电池间的电池钝化检测电路、脉冲放电电路、微电流平衡电路。采用上述技术方案，根据钝化程度采取不用的放电方式，及时消除电池钝化膜，有效地防止了在消除钝化的过程中电池放电不足或放电过量的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理技术，尤其是涉及锂亚电池钝化的检测及消除电路。
背景技术
电能表时钟电池采用锂亚电池，锂亚电池虽然容量大，但使用时存在钝化问题。电池钝化后短时间无法输出足够的电压，造成电能表工作不正常，尤其会造成电能表时钟失准，严重影响电能表的功能。
现有电池防钝化的技术主要有以下几种：
一、 电能储能法：
将电池与超级电容并联，在静置阶段电池对超级电容缓慢充电，待需要大电流脉冲时直接由超级电容供电。这个方法的弊端主要是成本和自放电的问题，超级电容的价格接近甚至超过电池本身的价格，大大提高了成本，另外超级电容存在较大的漏电流，增加了自放电率，电池的使用寿命减短。不能满足电能表寿命10年，电池供电5年的要求。
二、 平衡电流法
让电池始终保持一个较为合理的放电电流，这个电流的大小刚好能够及时均匀的消除生产的钝化层。电池钝化速度受温度的影响，电能表的运行温度范围为-40到70度，采用固定的平衡电流无法根据现场的温度进行调节，若电流过小不足以消除钝化，若电流过大会减小电池寿命。
三、 定时激活法
定时将电池进行一次较大电池的脉冲放电，将刚刚生成的钝化膜击穿。中国专利《CN 102097664 A》，提出了一种《防止锂亚电池钝化的方法及系统》，其公开的方法是，通过控制电路，在每段时间内让锂亚电池工作一段时间，锂亚电池工作时就会有持续放电，达到激活电池的作用。由于无法确定电池钝化的程度，同样存在激活不足或激活过量的问题。
当前技术虽然在一定程度上都可以起到防止电池钝化的作用，但对于电能表来说，寿命时间长，温度范围大，且在室外运行，以上特点决定了电能表不适合采用上述开环方式来防止电池钝化。
发明内容
本实用新型的目的是解决电能表在现场运行中，尤其是户外高温环境下运行时，时钟电池钝化的问题，保证电能表寿命周期内电池电压正常。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路，包括CPU和电池，关键在于：还包括CPU和电池间的电池钝化检测电路、脉冲放电电路、微电流平衡电路。
电池钝化检测电路通过检测等效负载上的电压来判断电池是否发生钝化，当检测到电池处于深度钝化时，脉冲放电电路通过电阻对电池进行脉冲放电，微电流平衡电路在电能表不需要电池供电时，使电池保持1uA左右的放电电流，既不会影响电池的使用寿命，又可以让电池在常温下不产生钝化膜，减小了钝化检测电路和脉冲放电电路开启的次数，减小了电池放电的次数。
采用上述技术方案，根据钝化程度采取不用的放电方式，及时消除电池钝化膜，有效地防止了在消除钝化的过程中电池放电不足或放电过量的情况。
附图说明
图1是本实用新型的电路连接示意图，
图2是本实用新型的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
参看图1，一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路， CPU和电池间连接电池钝化检测电路、脉冲放电电路和微电流平衡电路。
参看图2，电池钝化检测电路包括由电阻R3和R4组成的等效负载电阻和检测开关K1，R3、R4、K1之间串联，K1连接到CPU，R3连接到电池， CPU的A/D检测端连接在两个电阻R3、R4之间；
脉冲放电电路中，脉冲放电电阻R5连接电池,并与脉冲放电开关K2连接，K2连接到CPU；
微电流平衡电路由连接电池的电阻R1和R2串联组成，为达到微电流放电目的，R1和R2采用大阻值，
各电路工作过程如下：
电池钝化检测电路：在外部电源工作时，K1关闭，A/D检测电压为电池开路电压，开路电压不受钝化影响，如果开路电压不足3.0V,说明电池已欠压，电表记录电池欠压事件。如果开路电压在3.0V以上，处理器每小时打开K1开关1000ms，通过等效电阻对电池放电，此时A/D转换通道检测到的电压为电池带载时的电压，如果带载电压在3.0V以上，则关闭K1，等待下一个小时检测；如果电压大于2.8V且小于3.0V，则保持K1打开，对电池进行放电，保持10秒钟，并连续读取A/D检测电压，如果电压不变或者变小，则关闭K1。如果电压上升，则判断电池发生钝化，保持K1为打开状态，直到电池电压不再上升，钝化消除，关闭K1。
脉冲放电电路：当检测到电池有可能处于深度钝化时(电池带载电压小于2.8V)，打开K2开关，通过R5对电池进行脉冲放电，放电电流约为50mA,每秒钟放电一次，每次持续100ms，并检测电池电压，直到电压不再上升，关闭K1、K2。如果电池电压没有上升，说明电池没有钝化，电池电量已经不足，此时，关闭K1、K2，并记录电池欠压时间。
微电流平衡电路中R1、R2采用大阻值电阻，阻值大于2mΩ，在电能表不需要电池供电时，使电池保持1uA左右的放电电流，既不会影响电池的使用寿命，又可以让电池在常温下不产生钝化膜，减小了钝化检测电路和脉冲放电电路开启的次数，减小了电池放电的次数。
Claims (3)
1.一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路，包括CPU和电池，其特征在于：还包括CPU和电池间的电池钝化检测电路、脉冲放电电路、微电流平衡电路；所述电池钝化检测电路包括连接到电池的等效负载电阻和连接到CPU的检测开关，所述脉冲放电电路包括连接到电池的脉冲放电电阻和连接到CPU的脉冲放电开关，所述微电流平衡电路由两个电阻串联组成。
2.根据权利要求1所述的一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路，其特征在于：等效电阻由两个串联的电阻组成，等效电阻与检测开关串联连接，CPU的A/D检测端连接在两个电阻之间。
3.根据权利要求1所述的一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路，其特征在于：所述电阻的阻值大于2mΩ。
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