CN216816897U - 电芯检测系统及具有该系统的移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电芯检测系统及具有该系统的移动终端，该电芯检测系统包括电压调整电路、电压保持电路和比较电路；电压调整电路与电芯的正负极连接，用于检测电芯正负极之间的电压，并对电压的波形进行调整；比较电路的正输入端连接电压调整电路，负输入端经过电压保持电路与电压调整电路相连，以使到达正输入端的电压信号和负输入端的电压信号存在时间差，比较正输入端和负输入端的电压信号的大小，若正输入端电压信号小于负输入端信号，则判断电芯内阻异常。其通过检测电芯两端的电压变化以判断电芯内阻是否存在异常，无需另外在大电流回路中串接过流检测元件，从而解决了由于内阻增大而产生的技术问题。

Description

电芯检测系统及具有该系统的移动终端

技术领域

本实用新型涉及一种电芯检测系统及具有该系统的移动终端，属于电池检测技术领域。

背景技术

随着科技发展，手机已成为日常生活不可或缺的电子产品。手机日常携带的跌落、磕碰或其他原因导致电芯寿命耗尽，往往都表现为电芯内阻变大，给用户的感受就是电芯在充满电的情况下仍不耐用，因此对电芯状况进行实时监测是非常有必要的。

再者，现有技术中对电芯实时监测的方法通常是在电芯中设置电流检测元件进行过流检测，但是增加过流检测元件会进一步增加电芯内部回路的阻值。尤其是随着5G技术和快充技术的发展，电芯的充电和放电电流越来越大，电流和内阻同时增加，会导致发热严重；同时，由于检测回路的电流较大，故对过流检测元件的热稳定性也提出了很高的要求。因此目前急需一种可以通过大电流且不增加内阻的过电流检测方案。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供了一种电芯检测系统及具有该系统的移动终端，其通过检测电芯两端的电压变化以判断电芯内阻是否存在异常，同时实现了无需另外在大电流回路中串接过流检测元件。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种电芯检测系统，包括：电压调整电路、电压保持电路和比较电路；电压调整电路与电芯的正负极连接，用于检测电芯正负极之间的电压，并对电压的波形进行调整；比较电路的正输入端连接电压调整电路，负输入端经过电压保持电路与电压调整电路相连，以使到达正输入端的电压信号和负输入端的电压信号存在时间差，比较正输入端和负输入端的电压信号的大小，若正输入端电压信号小于负输入端信号，则判断电芯内阻异常。

进一步，电压调整电路包括串联连接的第二电阻和第二电容，第二电阻和第二电容的公共端连接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极连接在电芯的负极，场效应管Q1的漏极通过串联的第三电阻和第四电阻连接电芯的正极。

进一步，场效应管Q1为N沟道场效应管。

进一步，第三电阻和第四电阻的公共端连接比较电路的正输入端和电压保持电路。

进一步，电压保持电路包括依次串联的二极管、第五电阻和第六电阻，以及与第六电阻并联的第三电容，二极管连接电压调整电路，第三电容的一端连接比较电路的负输入端，另一端连接电芯的负极。

进一步，比较电路包括一比较器，比较器的正输入端连接电压调整电路，比较器的负输入端连接电压保持电路，比较器的VDD输入端连接电芯的正极，比较器的GND接地端连接电芯的负极，比较器的输出端连接信号输出端，输出检测结果。

本实用新型还公开了一种移动终端，包括上述任一项的电芯检测系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案，其具有以下优点：本发明采用大电流回路，比如充放电回路，不串接电子元件检测，即不增加任何内阻，通过检测电芯两端的电压变化以判断电芯内阻是否存在异常。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中电芯检测系统的示意图；

图2是本实用新型一实施例中电芯检测系统的电路图；

图3是本实用新型一实施例中调整前后的电压波形图，图3(a)是调整前的电压波形图，图3(b)是调整后的电压波形图；

图4是本实用新型一实施例中内阻正常和内阻异常情况输出的电压波形图，图4(a)是内阻正常情况下输出的电压波形图，图4(b)是内阻异常情况下输出的电压波形图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方向，通过具体实施例对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型涉及一种电芯检测系统及具有该系统的移动终端，其通过检测电芯两端的电压变化以判断电芯内阻是否存在异常，无需另外在大电流回路中串接过流检测元件，从而解决了由于内阻增大而产生的技术问题。下面结合附图，通过以下几个实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例一

本实施例一种电芯检测系统，如图1所示，包括：电压调整电路、电压保持电路和比较电路；电压调整电路与电芯的正负极连接，用于检测电芯正负极之间的电压，并对电压的波形进行调整；比较电路的正输入端连接电压调整电路，负输入端经过电压保持电路与电压调整电路相连，以使到达正输入端的电压信号和负输入端的电压信号存在时间差，比较正输入端和负输入端的电压信号的大小，若正输入端电压信号小于负输入端信号，则判断电芯内阻异常。

电芯等效为R1和C1串联，Rl1为负载，I为电流，电芯的电压Uc₂为：

Uc₂＝Uc₁-(Rc₁×I)

当时间t＝t₀时，Uc₂＝Uc₂_t₀

当时间t＝t₁时，Uc₂＝Uc₂_t₁

(Uc₂_t₀)-(Uc₂_t₁)＝ΔUc₂

故若Rc₁内阻异常过大，I稍微正常地增加一点；或者若Rc₁内阻正常，I异常很大；从而必然引起ΔUc₂过大，说明出现了异常。如下是对异常判定的实现：

当时间t＝t₀时，通过电压曲线调整，电压保持：Uc₂_t₀变为B点电压。

当时间t＝t₁时，通过电压曲线调整：Uc₂_t₁变为A点电压。

正常时：A点电压>B点电压，输出H高电平。异常时：A点电压<B点电压，输出L低电平，说明Rc1内阻异常过大或放电I异常很大。

电压调整电路，如图2所示，包括串联连接的第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2和第二电容C2的公共端连接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极连接在电芯的负极，场效应管Q1的漏极通过串联的第三电阻R3和第四电阻R4连接电芯的正极。场效应管Q1为N沟道场效应管，场效应管Q1工作在可变电阻区，对电压波形进行调整。第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接比较电路的正输入端和电压保持电路。本实施中调整前后的电压波形图，如图3所示，图3(a)是调整前的电压波形图，图3(b)是调整后的电压波形图。

电压保持电路，如图2所示，包括依次串联的二极管D1、第五电阻R5和第六电阻R6，以及与第六电阻R6并联的第三电容C3，二极管连接电压调整电路，第三电容C3的一端连接比较电路的负输入端，另一端连接电芯的负极。二极管D1用于防止电压外泄，第三电容C3用于维持电压，第六电阻R6和第三电容C3构成时间常数为R6×C3的一阶电路。

比较电路，如图2所示，包括一比较器，比较器的正输入端连接电压调整电路，比较器的负输入端连接电压保持电路，比较器的VDD输入端连接电芯的正极，比较器的GND接地端连接电芯的负极，比较器的输出端连接信号输出端，输出检测结果。比较器比较A点和B点的电压，从而OUT1输出响应的方波信号，常态为高电平。故当比较器的A点的电压大于B点电压则输出图1中的高电平，当B点的电压大于A点电压则输出图1中的低电平。本实施例中内阻正常和内阻异常情况输出的电压波形图，如图4所示，图4(a)是内阻正常情况下输出的电压波形图，图4(b)是内阻异常情况下输出的电压波形图。

实施例二

基于相同的发明构思，本实施例公开了一种移动终端，其包括上述任一项的电芯检测系统。移动终端可以是手机、平板电脑、电子书、智能穿戴设备等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电芯检测系统，其特征在于，包括：电压调整电路、电压保持电路和比较电路；

所述电压调整电路与所述电芯的正负极连接，用于检测所述电芯正负极之间的电压，并对所述电压的波形进行调整；

所述比较电路的正输入端连接所述电压调整电路，负输入端经过所述电压保持电路与所述电压调整电路相连，以使到达所述正输入端的电压信号和所述负输入端的电压信号存在时间差，比较所述正输入端和所述负输入端的电压信号的大小，若正输入端电压信号小于负输入端信号，则判断电芯内阻异常。

2.如权利要求1所述的电芯检测系统，其特征在于，所述电压调整电路包括串联连接的第二电阻和第二电容，所述第二电阻和第二电容的公共端连接场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的源极连接在所述电芯的负极，所述场效应管Q1的漏极通过串联的第三电阻和第四电阻连接所述电芯的正极。

3.如权利要求2所述的电芯检测系统，其特征在于，所述场效应管Q1为N沟道场效应管。

4.如权利要求2所述的电芯检测系统，其特征在于，所述第三电阻和第四电阻的公共端连接所述比较电路的正输入端和所述电压保持电路。

5.如权利要求1-4任一项所述的电芯检测系统，其特征在于，所述电压保持电路包括依次串联的二极管、第五电阻和第六电阻，以及与所述第六电阻并联的第三电容，所述二极管连接所述电压调整电路，所述第三电容的一端连接所述比较电路的负输入端，另一端连接所述电芯的负极。

6.如权利要求1-4任一项所述的电芯检测系统，其特征在于，所述比较电路包括一比较器，所述比较器的正输入端连接所述电压调整电路，所述比较器的负输入端连接所述电压保持电路，所述比较器的VDD输入端连接所述电芯的正极，所述比较器的GND接地端连接所述电芯的负极，所述比较器的输出端连接信号输出端，输出检测结果。

7.一种移动终端，其特征在于，其包括权利要求1-6任一项所述的电芯检测系统。

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