CN208596214U - 一种锂离子电池检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池检测电路，包括AD电压采集电路、MCU电路、电机驱动电路、震动电机、充电电路；所述AD电压采集电路的输入端连接被测电池的输出端，所述AD电压采集电路的输出端连接MCU电路，所述MCU电路的输出端与电机驱动电路连接，所述电机驱动电路的输出端与震动电机的控制端连接，所述充电电路的输出端与被测电池的电源端连接。本实用新型的结构简单，所用元器件少，制造成本低，且各元器件均采用市面上常见的元器件，便于更换和维修，可以大范围推广使用。

Description

一种锂离子电池检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种电池检测电路，更具体的说，涉及一种锂离子电池检测电路。

背景技术

在现有技术中，锂电池在生产中的检测主要是通过对锂电池组中每个电池的电压、电流和温度，若超过规定指标即产生报警信号，生成检测数据。而当前技术中，电池的检测电路主要是通过对电池的电极多组测试，而当个别电池出现异常时，单个报警，进而由操作人员将电池取下进行人工处理。但是，在特种电池的生产中，锂离子电池在检测时往往会出现误报，这种测试警报往往是由于电池液缺乏有效的均匀分别，需要人工重复多次检测后才确认是否返修，这种检测效率低下，不能在电池测试架上多次对电池进行重复自动测试。此外，现有的锂离子电池检测电路的元器件较多，制造成本高，不利于大规模推广。现有技术中电池测试技术存在的技术缺陷，成为本领域技术人员急待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的技术目的是克服现有技术中，电池在生产中的测试过程存在着所用元器件较多、制造成本高的技术缺陷，提供一种采用测试电路来完成对特定电流电压异常的电池进行重复测试的一种锂离子电池检测电路。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种锂离子电池检测电路，其特征在于：包括AD电压采集电路、MCU电路、电机驱动电路、震动电机、充电电路；所述AD电压采集电路的输入端连接被测电池的输出端，所述AD电压采集电路的输出端连接MCU电路，所述MCU电路的输出端与电机驱动电路连接，所述电机驱动电路的输出端与震动电机的控制端连接，所述充电电路的输出端与被测电池的电源端连接；

所述AD电压采集电路包括前置放大器电路、AD转换器、比较电路；所述前置放大器电路连接AD转换器，所述AD转换器连接比较电路，所述比较电路连接MCU电路。

进一步的，所述前置放大器电路包括前置放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容，所述前置放大器的输入端接被测电池的输出端，所述前置放大器的输入端还与第一电阻、第二电阻的一端连接，所述第一电阻、第二电阻的另一端与所述前置放大器的输出端连接，所述前置放大器的输出端与第三电阻、第一电容的一端连接，所述第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第五电阻的一端连接。

进一步的，所述AD转换器选用AD7190型号的芯片。

进一步的，所述比较电路包括比较放大器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻，所述比较放大器的负极输入端分别接第六电阻、第七电阻的一端，所述第六电阻的另一端接比较放大器的输出端，所述第七电阻的另一端接第八电阻的一端，第八电阻的另一端接MCU电路，所述比较放大器的正极输入端接第九电阻，所述第九电阻的另一端接地。

进一步的，所述MCU电路选用STM8S003F3P6型号的芯片。

进一步的，所述电机驱动电路包括驱动芯片、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二电容、第三电容，所述驱动芯片的输入端接所述MCU电路，所述驱动芯片的第一输出端接第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第二电容的一端，所述驱动芯片的第二输出端接第三二极管的阳极、第四二极管的阴极、第三电容的一端，所述第一二极管的阴极与第三二极管的阴极都接电源电压，第二二极管的阳极与第四二极管的阳极、第二电容的另一端、第三电容的另一端都接地。

进一步的，所述驱动芯片选用L298N型号的芯片。

进一步的，所述震动电机的两端分别与所述驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接，且所述震动电机的两端与第四电容的两端连接。

进一步的，所述充电电路选用SLM4054型号的充电芯片。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的结构简单，所用元器件少，制造成本低，且各元器件均采用市面上常见的元器件，便于更换和维修，可以大范围推广使用。

2、本实用新型通过AD电压采集电路才检测被测电池是否异常，即被测电池的信号由前置放大器电路放大后经AD转换器将模拟信号转换为数字信号，然后经比较电路中的比较器与正常值进行比较，并将比较信号传输给MCU电路；如果异常，则由MCU电路向电机驱动电路发出指令，由电机驱动电路控制震动电机震动，并打开充电电路给被测电池充少许电，然后由AD电压采集电路再次对被测电池进行检测；如果没有异常则停止检测。

3、本实用新型在电路中添加充电电路，可以对被测电池进行多次充电，然后在对被测电池进行检测，这样检测可以避免出现误报，相比传统的人工多次检测，本实用新型的检测方式减少了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

4、本实用新型在AD转换器的前端设置前置放大器电路，这样设计的好处是，利用前置放大器代替传统的变压器的主要理由是为了获得好的通带平坦性，且放大器的驱动能力好，并且前置放大器可以提供动态隔离（大约为30 dB～40 dB的反向隔离）以抑制无缓冲AD输入端的瞬态电流产生的尖峰毛刺，提高整体的检测精度。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的AD电压采集电路的电路原理图；

图3是本实用新型的MCU电路的电路原理图；

图4是本实用新型的电机驱动电路的电路原理图

图5是本实用新型的震动电机的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的一个实施例中，如图1-5所示，一种锂离子电池检测电路，包括AD电压采集电路2、MCU电路3、电机驱动电路4、震动电机5、充电电路6；AD电压采集电路2的输入端连接被测电池1的输出端，AD电压采集电路2的输出端连接MCU电路3，MCU电路3的输出端分别与电机驱动电路4、充电电路6的控制端连接，电机驱动电路4的输出端与震动电机5的控制端连接，充电电路6的输出端与被测电池1的电源端连接。

工作原理：首先将被测电池1与AD电压采集电路2的输入端连接，然后由AD电压采集电路2将检测信息传输给MCU电路，如果检测信号异常则由MCU电路给电机驱动电路4发出控制指令，由电机驱动电路4控制震动电机5震动，工作人员可以打开充电开关，由充电电路6给被测电池1充少许电量，然后再由AD电压采集电路2对被测电池进行检测；如果检测信号正常则停止工作。

本实用新型中的充电电路6既可以通过手动开关来控制充电，也可以由MCU电路来控制充电。

AD电压采集电路2包括前置放大器电路、AD转换器、比较电路；前置放大器电路连接AD转换器，AD转换器连接比较电路，比较电路连接MCU电路。

工作时，被测电池1的检测信号先经过前置放大器电路，然后进入到AD转换器，由AD转换器将模拟信号转换成数字信号，然后进入比较电路与正常值进行比对，并将比较信号输出给MCU电路。

下面对前置放大器电路进行详细的描述。

如图2所示，前置放大器电路包括前置放大器U4、第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第五电阻R9、第一电容C20，前置放大器U4的输入端接被测电池的输出端，前置放大器U4的输入端还与第一电阻R5、第二电阻R6的一端连接，第一电阻R5、第二电阻R6的另一端与前置放大器U4的输出端连接，前置放大器U4的输出端与第三电阻R7、第一电容C20的一端连接，第三电阻R7的另一端与第一电容C20的另一端、第四电阻R8的一端连接，第四电阻R8的另一端与第五电阻R9的一端连接。

本实用新型在AD转换器的前端设置前置放大器电路，这样设计的好处是，利用前置放大器代替传统的变压器的主要理由是为了获得好的通带平坦性，且放大器的驱动能力好，并且前置放大器可以提供动态隔离（大约为30 dB～40 dB的反向隔离）以抑制无缓冲AD输入端的瞬态电流产生的尖峰毛刺，提高整体的检测精度。

本实用新型的另一个实施例中，AD转换器选用AD7190型号的芯片。

下面对比较电路进行详细的描述，

如图2所示，比较电路包括比较放大器U12B、第六电阻R12、第七电阻R13、第八电阻R14、第九电阻R15，比较放大器U12B的负极输入端分别接第六电阻R12、第七电阻R13的一端，第六电阻R12的另一端接比较放大器U12B的输出端，第七电阻R13的另一端接第八电阻的一端，第八电阻R14的另一端接MCU电路，比较放大器U12B的正极输入端接第九电阻R15，第九电阻R15的另一端接地。

本实用新型的另一个实施例中，MCU电路选用STM8S003F3P6型号的芯片，如图3所示。在图3中，MCU电路中还设有LED指示灯用于指示检测情况。

下面对电机驱动电路进行详细的描述：

如图4所示，电机驱动电路包括驱动芯片U8、第一二极管D31、第二二极管D33、第三二极管D32、第四二极管D34、第二电容C65、第三电容C66，驱动芯片U8的输入端接MCU电路，驱动芯片U8的第一输出端OUT1接第一二极管D31的阳极、第二二极管D33的阴极、第二电容C65的一端，驱动芯片U8的第二输出端OUT2接第三二极管D32的阳极、第四二极管D34的阴极、第三电容C66的一端，第一二极管D31的阴极与第三二极管D32的阴极都接电源电压VCC，第二二极管的阳极D33与第四二极管D34的阳极、第二电容C65的另一端、第三电容C66的另一端都接地。

其中，驱动芯片选用L298N型号的芯片。

如图5所示，震动电机的两端分别与驱动芯片的第一输出端OUT1、第二输出端OUT2连接，且震动电机的两端与第四电容C67的两端连接。

此外，充电电路选用SLM4054型号的充电芯片。

SLM4054是一款完整的单节锂电池恒流恒压线性充电IC，它采用极小的SOT-23-5L封装，只需要外接极少的外部元件，因此，能够大大缩小本实用新型的体积，便于集成，还能降低本实用新型的制造成本。

本实用新型的结构简单，所用元器件少，制造成本低，且各元器件均采用市面上常见的元器件，便于更换和维修，可以大范围推广使用。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种锂离子电池检测电路，其特征在于：包括AD电压采集电路、MCU电路、电机驱动电路、震动电机、充电电路；所述AD电压采集电路的输入端连接被测电池的输出端，所述AD电压采集电路的输出端连接MCU电路，所述MCU电路的输出端与电机驱动电路连接，所述电机驱动电路的输出端与震动电机的控制端连接，所述充电电路的输出端与被测电池的电源端连接；

所述AD电压采集电路包括前置放大器电路、AD转换电路、比较电路；所述前置放大器电路连接AD转换电路，所述AD转换电路连接比较电路，所述比较电路连接MCU电路。

2.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述前置放大器电路包括前置放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容，所述前置放大器的输入端接被测电池的输出端，所述前置放大器的输入端还与第一电阻、第二电阻的一端连接，所述第一电阻、第二电阻的另一端与所述前置放大器的输出端连接，所述前置放大器的输出端与第三电阻、第一电容的一端连接，所述第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第五电阻的一端连接。

3.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述AD转换电路选用AD7190型号的芯片。

4.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述比较电路包括比较放大器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻，所述比较放大器的负极输入端分别接第六电阻、第七电阻的一端，所述第六电阻的另一端接比较放大器的输出端，所述第七电阻的另一端接第八电阻的一端，第八电阻的另一端接MCU电路，所述比较放大器的正极输入端接第九电阻，所述第九电阻的另一端接地。

5.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述MCU电路选用STM8S003F3P6型号的芯片。

6.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述电机驱动电路包括驱动芯片、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二电容、第三电容，所述驱动芯片的输入端接所述MCU电路，所述驱动芯片的第一输出端接第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第二电容的一端，所述驱动芯片的第二输出端接第三二极管的阳极、第四二极管的阴极、第三电容的一端，所述第一二极管的阴极与第三二极管的阴极都接电源电压，第二二极管的阳极与第四二极管的阳极、第二电容的另一端、第三电容的另一端都接地。

7.如权利要求6所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述驱动芯片选用L298N型号的芯片。

8.如权利要求6所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述震动电机的两端分别与所述驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接，且所述震动电机的两端与第四电容的两端连接。

9.如权利要求1所述的锂离子电池检测电路，其特征在于：所述充电电路选用SLM4054型号的充电芯片。