CN207704003U - 一种利用功率运放模拟电池充放电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开并提供了一种利用功率运放模拟电池充放电电路。它包括控制单元、功率运放单元、电流检测单元，控制单元包括微处理器MCU、数模转换器DAC、模数转换器ADC，功率运放单元包括多个功率运放器并联组成，电流检测单元包括采样电阻和运算放大器。功率运放器输出放大后的信号流过采样电阻在采样电阻上产生的电流或电压信号输入运算放大器，运算放大器的输出端将放大后的信号输送至模数转换器ADC，数模转换器DAC的输出端连接功率运放器，微处理器MCU实现模数转换器ADC与数模转换器DAC之间的转换和控制,实现利用功率运放模拟电池充放电。本实用新型可广泛应用于直流电源及电子电路生产、测试、教学领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电源及电子测试行业领域，尤其涉及利用功率运放模拟电池充放电电路。
背景技术
在消费电子行业、自动化测试、教学领域，越来越多的产品都会用到可充电电池供电，在测试这些产品的充电电路性能时会使用电池模拟技术来模拟电池的充放电功能，传统的解决方案主要使用Keithley 2306，Agilent 66309B 等仪器模拟电池。这些传统的解决方案存在着如下缺点：
A、标准仪器体积大，不适用在集成度越来越高的消费电子测试行业；
B、标准电源价格动辄上万元人民币，成本太高，不适合应用于大批量生产的测试/测量设备中。
因此，设计一款精度高，低噪声，体积小，可程控，可扩展的电池模拟器和相关设备及电路，可精确的模拟电池的充放电是十分迫切需要的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种利用功率运放模拟电池充放电电路。
本实用新型所采用的技术方案是：一种利用功率运放模拟电池充放电电路，它包括控制单元、功率运放单元、电流检测单元，所述控制单元连接所述功率运放单元和电流检测单元，所述功率运放单元连接所述电流检测单元，所述控制单元包括微处理器MCU、数模转换器DAC、模数转换器ADC，所述功率运放单元包括多个功率运放器并联组成，所述功率运放器数量因功率需要而定，所述电流检测单元包括采样电阻和运算放大器。
所述采样电阻串联于输出电路中，流过所述采样电阻的电流或电压信号对应输入所述运算放大器的正、负端，所述运算放大器的输出端将放大后的信号输送至所述模数转换器ADC，所述数模转换器DAC的输出端连接所述多个功率运放器的正端，所述多个功率运放器的负端和输出端连接并输出放大后的信号流过所述采样电阻，所述微处理器MCU实现所述模数转换器ADC与所述数模转换器DAC之间的转换和控制。
所述采样电阻采用一个精密电阻，也可以采用两个精密电阻适配对应转换开关，根据电流需要转换调节阻值。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型它包括控制单元、功率运放单元、电流检测单元，所述控制单元连接所述功率运放单元和电流检测单元，所述功率运放单元连接所述电流检测单元，所述控制单元包括微处理器MCU、数模转换器DAC、模数转换器ADC，所述功率运放单元包括多个功率运放器并联组成，所述功率运放器数量因功率需要而定，所述电流检测单元包括采样电阻和运算放大器。所述采样电阻串联于输出电路中，流过所述采样电阻的电流或电压信号对应输入所述运算放大器的正、负端，所述运算放大器的输出端将放大后的信号输送至所述模数转换器ADC，所述数模转换器DAC的输出端连接所述多个功率运放器的正端，所述多个功率运放器的负端和输出端连接并输出放大后的信号流过所述采样电阻，所述微处理器MCU实现所述模数转换器ADC与所述数模转换器DAC之间的转换和控制。所以本实用新型是一种利用功率运放模拟电池充放电电路。
附图说明
图1是本实用新型电路原理结构方框示意图；
图2是本实用新型功率运放单元电路原理示意图；
图3是本实用新型电流检测单元电路原理结构示意图。
具体实施方式
如图1至图３所示，本实用新型它包括控制单元、功率运放单元、电流检测单元，所述控制单元连接所述功率运放单元和电流检测单元，所述功率运放单元连接所述电流检测单元，所述控制单元包括微处理器MCU、数模转换器DAC、模数转换器ADC，所述功率运放单元包括多个功率运放器并联组成，所述功率运放器数量因功率需要而定，所述电流检测单元包括采样电阻和运算放大器。
所述采样电阻串联于输出电路中，流过所述采样电阻的电流或电压信号对应输入所述运算放大器的正、负端，所述运算放大器的输出端将放大后的信号输送至所述模数转换器ADC，所述数模转换器DAC的输出端连接所述多个功率运放器的正端，所述多个功率运放器的负端和输出端连接并输出放大后的信号流过所述采样电阻，所述微处理器MCU实现所述模数转换器ADC与所述数模转换器DAC之间的转换和控制。
所述采样电阻采用一个精密电阻，也可以采用两个精密电阻适配对应转换开关，根据电流需要转换调节阻值。
本实施例中，整个系统由控制、功率运放、电流检测单元组成；控制单元主要有DAC、ADC、MCU构成，完成电压程控和电流采集；功率运放单元采用3片OPA569功率放大器并联组成充放电的核心部分,最大功率可以高达20W，采用16bit DAC设置电压，最高精度约为0.1mV；
整个系统的ripple小于15mVPP。除此之外OPA569还支持过流保护，过温保护设置，使能控制等功能。电流检测单元使用了2个高精度的采样电阻，用电子开关选择不同电阻可以适用于各种电流场合的精确采集，运算放大器采用高精度的仪表放大器，整个系统的最小分辨率约为10uA。本实用新型具有如下特性和优点：
A、采用16bit DAC设置充放电电压，分辨率约为0.1mV；
B、运放较高的PSRR以及噪声抑制配合适合的滤波网络可以保证整个系统的纹波较小；
C、高精度的电流采集放大电路配合16ADC采集系统，保证充放电电流的精确测量；
D、集成度高，根据不同的功率需求选择功率运放的数量，整个系统灵活，可扩展；
E、低廉的成本，整个电池模拟系统成本在500RMB以内，已经用于某测试设备量产，共计1000台；
H、完善的过温、过流保护；高精度，低噪声，低成本；体积小，可扩展，方便集成。
本实用新型可广泛应用于直流电源及电子电路生产、测试、教学领域。
Claims (3)
1.一种利用功率运放模拟电池充放电电路，其特征在于：它包括控制单元、功率运放单元、电流检测单元，所述控制单元连接所述功率运放单元和电流检测单元，所述功率运放单元连接所述电流检测单元，所述控制单元包括微处理器MCU、数模转换器DAC、模数转换器ADC，所述功率运放单元包括多个功率运放器并联组成，所述功率运放器数量因功率需要而定，所述电流检测单元包括采样电阻和运算放大器。
2.根据权利要求1所述的一种利用功率运放模拟电池充放电电路，其特征在于：所述采样电阻串联于输出电路中，流过所述采样电阻的电流或电压信号对应输入所述运算放大器的正、负端，所述运算放大器的输出端将放大后的信号输送至所述模数转换器ADC，所述数模转换器DAC的输出端连接所述多个功率运放器的正端，所述多个功率运放器的负端和输出端连接并输出放大后的信号流过所述采样电阻，所述微处理器MCU实现所述模数转换器ADC与所述数模转换器DAC之间的转换和控制。
3.根据权利要求1所述的一种利用功率运放模拟电池充放电电路，其特征在于：所述采样电阻采用一个精密电阻，也可以采用两个精密电阻适配对应转换开关，根据电流需要转换调节阻值。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323623A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-23 | 中国计量科学研究院 | 约瑟夫森阵列模拟系统及方法 |
| CN112666489A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 重庆祺璨科技有限公司 | 用于Mbus主站电路的预警系统 |
| CN112748675A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-05-04 | 重庆禾瑞佳森物联网科技有限责任公司 | 兼容多类型从机的单片机系统 |
| CN115857406A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-28 | 武汉莱创德技术有限公司 | 一种低成本高精度小封装的电压转电流带监控方法 |
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2017
- 2017-12-31 CN CN201721917256.4U patent/CN207704003U/zh not_active Expired - Fee Related
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