CN218647117U

CN218647117U - 一种可连续监测多块电池容量的电路

Info

Publication number: CN218647117U
Application number: CN202120837574.XU
Authority: CN
Inventors: 杨翼; 余园园; 宋建娥
Original assignee: Shanghai Railway Communication Co Ltd
Current assignee: Shanghai Railway Communication Co Ltd
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2023-03-17
Anticipated expiration: 2031-04-22

Abstract

本实用新型涉及一种可连续监测多块电池容量的电路，包括USB口、USB转TTL模块、单片机、晶振电路、监测板和多个采样电路，采样电路包括MOS管、继电器、和电池槽，MOS管的漏极连接至第一电源，栅极连接至单片机的一个输出引脚，源极连接至继电器的线圈的一端，继电器的线圈的另一端接地，继电器的第一公共端和第一常开端分别连接电池槽的正极接口，和监测板的正极输入端，电池槽的负极接口连接至监测板的负极输入端；各采样电路中MOS管连接至单片机的不同输出引脚，单片机被配置执行以下步骤：依次向各采样电路中各MOS管的栅极轮流输出导通控制信号，其中，导通控制信号为阶跃信号。与现有技术相比，本实用新型具有降低成本和简化电池监测复杂度等优点。

Description

一种可连续监测多块电池容量的电路

技术领域

本实用新型涉及铁路通信领域，尤其是涉及一种可连续监测多块电池容量的电路。

背景技术

在铁路通信领域，需要对一些设备的电池监测电量，现有技术中，通常是采用测量电池两端的电压，或通过ICT测试夹具测量来测量电压，但此监测板目前只能单块电池测量，且每次测量完成需要人为更换电池，测量的准确性与可靠性无法完全保证，工作效率低。如果需要测量多块电池，则需要配置多块监测板实现，这样会导致产品的设计变得复杂，以及成本上升的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种可连续监测多块电池容量的电路，通过多个MOS管控制多个继电器的关断，可以实现对电池容量的连续监测，减小成本，提高效率，采用线对线连接器和电池槽两种电池安置方式，可不受被测电池的体积限制，方便测试人员进行操作。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可连续监测多块电池容量的电路，包括USB口、USB转TTL模块、单片机、晶振电路、监测板和多个采样电路，所述USB口、USB转TTL模块和单片机依次连接，所述单片机和USB转TTL模块均连接晶振电路，

所述采样电路包括MOS管、继电器、和电池槽，所述MOS管的漏极连接至第一电源，栅极连接至单片机的一个输出引脚，源极连接至继电器的线圈的一端，所述继电器的线圈的另一端接地，所述继电器的第一公共端和第一常开端中的第一者连接电池槽的正极接口，第二者连接至监测板的正极输入端，所述电池槽的负极接口连接至监测板的负极输入端；

各采样电路中MOS管连接至单片机的不同输出引脚，所述单片机被配置执行以下步骤：依次向各采样电路中各MOS管的栅极轮流输出导通控制信号，其中，所述导通控制信号为阶跃信号。

所述采样电路还包括发光二极管，所述发光二极管的负极接地，正极连接至继电器的第二公共端或第二常开端。

所述电路还包括发光二极管，所述发光二极管的负极接地，正极连接至各采样电路中继电器的第二公共端或第二常开端。

所述单片机依次输出导通控制信号的过程中，每相邻两个导通控制信号持续时间之间间隔有等待时间。

所述采样电路还包括第一电阻，所述第一电阻设于MOS管的漏极和第一电源之间。

所述电路还包括第一电阻，所有采样电路中MOS管的漏极均通过所述第一电阻连接至第一电源。

所述电路还包括母排，所述电池槽的负极接口通过所述母排的上的负极接口连接至监测板的负极输入端，所述继电器的第一公共端或第一常开端中的第二者通过所述母排的上的正极接口连接至监测板的正极输入端。

所述电路还包括复位电路，所述单片机的复位信号输出端连接至复位电路。

所述单片机的供电输入端连接至USB口。

所述单片机的RXD脚通过一个二极管连接至USB转TTL芯片的TXD脚，单片机的TXD脚连接至USB转TTL芯片的RXD脚。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)通过多个MOS管控制多个继电器的关断，可以实现对电池容量的连续监测，减小成本，提高效率，采用线对线连接器和电池槽两种电池安置方式，可不受被测电池的体积限制，方便测试人员进行操作。

2)价格便宜，功率MOS管长期工作在饱和导通或深度截止状态，仅考虑开关特性，可选用较廉价的器件，且功率MOS管和电阻是成熟的电子元器件，已在电力电子线路中大量使用，市场采购方便，价格便宜。

3)可以在监测电池之前实现对电路元器件自检，以保证电路是否正常工作。

附图说明

图1为单片机核心与USB转TTL模块构成的电路模块；

图2为采样电路的示意图；

图3复位电路的示意图；

图4晶振电路的示意图；

其中：1、USB口，2、USB转TTL模块，3、单片机，4、晶振电路，5、电池槽，301、输出引脚，D1、发光二极管，K1、继电器，VT1、MOS管，R1、第一电阻，VCC、第一电源，J2、母排，R2、接地电阻，R3、输入电阻，C1～C3均为电容。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种可连续监测多块电池容量的电路，如图1所示，包括USB口1、USB转 TTL模块2、单片机3、晶振电路4、监测板和多个采样电路，USB口1、USB转 TTL模块2和单片机3依次连接，单片机3和USB转TTL模块2均连接晶振电路 4，

如图2所示，采样电路包括MOS管VT1、继电器K1、和电池槽5，MOS管 VT1的漏极连接至第一电源VCC，栅极连接至单片机3的一个输出引脚301，源极连接至继电器K1的线圈的一端，继电器K1的线圈的另一端接地，继电器K1 的第一公共端和第一常开端中的第一者连接电池槽5的正极接口，第二者连接至监测板的正极输入端，电池槽5的负极接口连接至监测板的负极输入端；

各采样电路中MOS管VT1连接至单片机3的不同输出引脚301，单片机3被配置执行以下步骤：依次向各采样电路中各MOS管VT1的栅极轮流输出导通控制信号，其中，导通控制信号为阶跃信号。

在一些实施例中，采样电路还包括第一电阻R1，第一电阻R1设于MOS管 VT1的漏极和第一电源VCC之间。在另一些实施例中，电路还包括第一电阻R1，所有采样电路中MOS管VT1的漏极均通过第一电阻R1连接至第一电源VCC，这样可以多个采样电路共用一个第一电阻R1。

在一些实施例中，采样电路还包括发光二极管D1，发光二极管D1的负极接地，正极连接至继电器K1的第二公共端或第二常开端，可以提供自检。在另一些实施例中，电路还包括发光二极管D1，发光二极管D1的负极接地，正极连接至各采样电路中继电器K1的第二公共端或第二常开端，如此，各采样电路可以共用该自检模块，此时，为了避免前后之间的干扰，单片机3依次输出导通控制信号的过程中，每相邻两个导通控制信号持续时间之间间隔有等待时间，也就是说，再在前一个采样电路对应的IO输出改变低电平后，需要等待一段时间后一个采样电路对应的IO输出才切换为高电平。

在一些实施例中，电路还包括母排J2，电池槽5的负极接口通过母排J2的上的负极接口连接至监测板的负极输入端，继电器K1的第一公共端或第一常开端中的第二者通过母排J2的上的正极接口连接至监测板的正极输入端。

单片机3的电源、地与USB转TTL芯片电源、地分别连接至USB口1的VCC、 GND。USB口1的UD+、UD-分别与USB转TTL芯片的UD+引脚、UD-引脚连接，单片机3的RXD脚通过一个二极管连接至USB转TTL芯片的TXD脚，单片机3的TXD脚连接至USB转TTL芯片的RXD脚。MOS管VT1、继电器K1、发光二极管、第一电阻R1R构成的自检模块。母排J2插入监测板构成监测模块。MOS管VT1设有漏极、栅极、源极，MOS管VT1的漏极通过第一电阻R1连接至VCC，MOS管VT1的栅极通过第一电阻R1连接至单片机3IO口，MOS管VT1 的源极与继电器K1的L1引脚一端连接，L1引脚是线圈，继电器K1的L1引脚另一端接GND，而发光二极管D1正极跟继电器K1的L2引脚一端连接，L2引脚对应于第二常开端和第二公共端发光二极管D1的负极通过第一电阻R1R连接至 GND，继电器K1的L2引脚另一端接VCC。继电器K1的L3引脚的一端接电池槽5口正极端，继电器K1的L3引脚另一端接到母排J2为电池正极的口上，L3 引脚对应于第一公共端和第一常开端，单片机3的RST脚连接一复位电路，详见图3。单片机3的XTAL1与XTAL2连接晶振电路4，详见图4。USB转TTL芯片的XI与XO连接晶振电路4，详见图4。第一电阻R1的阻值为1k～20k。

将功率MOS管VT1栅极串接至单片机3的IO口。利用电子线路控制原理和电子元器件MOS管VT1的开关特性，来控制继电器K1，因母排J2是插入现有的监测板，所以母排J2的引脚口的功能已确定，通过继电器K1的上电通断来控制电池插口正极(即电池正极)与母排J2中电池正极(即监测板的测电池正极引脚) 通断。

在常温状态下，当MOS管VT1的栅极设置为高电平时，第一电阻R1与MOS 管VT1栅极之间的A点的电压足以使MOS管VT1处于饱和导通状态，第一电源 VCC、第一电阻R1、MOS管VT1、继电器K1的L1端、地,构成第一泄放回路。第一电源VCC、继电器K1的L2端、发光二极管D1、第一电阻R1、地,构成第二泄放回路。在电池槽5未放入被测电池时，通过观察第二泄放回路中的发光二极管 D1是否能按指定要求正常亮灭，以实现在开始测量前对电路自检。当MOS管VT1 的栅极为高电平时，MOS管VT1的漏极、源极导通，继电器K1导通，电池槽5 口的正极与母排J2的电池正极引脚导通，监测板可正常读取被测电池两端电压，当MOS管VT1的栅极为低电平，MOS管VT1的漏极、源极断开，继电器K1断开，电池槽5的正极与排母J2的电池正极引脚断开，监测板无法读取被测电池两端电压。因此当有多个如图2所示的MOS管VT1、继电器K1、发光二极管D1、第一电阻R1以及电池槽5构成的电路模块，且其中的MOS栅极通过与第一电阻 R1与单片机3IO口相连时，可以通过在程序中增加一时序，依次使多个MOS管 VT1处于导通状态，从而实现监测板对多个被测电池连续依次的测量。

Claims

1.一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，包括USB口、USB转TTL模块、单片机、晶振电路、监测板和多个采样电路，所述USB口、USB转TTL模块和单片机依次连接，所述单片机和USB转TTL模块均连接晶振电路，

各采样电路中MOS管连接至单片机的不同输出引脚。

2.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述采样电路还包括发光二极管，所述发光二极管的负极接地，正极连接至继电器的第二公共端或第二常开端。

3.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述电路还包括发光二极管，所述发光二极管的负极接地，正极连接至各采样电路中继电器的第二公共端或第二常开端。

4.根据权利要求3所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述单片机依次输出导通控制信号的过程中，每相邻两个导通控制信号持续时间之间间隔有等待时间。

5.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述采样电路还包括第一电阻，所述第一电阻设于MOS管的漏极和第一电源之间。

6.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述电路还包括第一电阻，所有采样电路中MOS管的漏极均通过所述第一电阻连接至第一电源。

7.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述电路还包括母排，所述电池槽的负极接口通过所述母排的上的负极接口连接至监测板的负极输入端，所述继电器的第一公共端或第一常开端中的第二者通过所述母排的上的正极接口连接至监测板的正极输入端。

8.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述电路还包括复位电路，所述单片机的复位信号输出端连接至复位电路。

9.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述单片机的供电输入端连接至USB口。

10.根据权利要求1所述的一种可连续监测多块电池容量的电路，其特征在于，所述单片机的RXD脚通过一个二极管连接至USB转TTL芯片的TXD脚，单片机的TXD脚连接至USB转TTL芯片的RXD脚。