CN219715698U - 一种充放电测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充放电测试装置，包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路和比较电路，所述电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。各个测试通道的比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有开关，所述开关与主控电路连接，通过主控电路控制开关的通断。本实用新型的充放电测试装置功耗较低，更节能，且可用于对电池进行低压大电流充放电测试。

Description

一种充放电测试装置

技术领域

本实用新型属于充放电测试领域，具体涉及一种充放电测试装置。

背景技术

在电池通用安全检测项目中除了机械测试、热测试、环境模拟测试，最重要的检测项目就是电池的电学测试，包括充电、放电等。

现有的充放电测试电路大部分结构较复杂，功耗较大，没有漏电流检测等，且不能输出低压大电流。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种充放电测试装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种充放电测试装置，包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路和比较电路，所述电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，各个测试通道的比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有开关，所述开关与主控电路连接，通过主控电路控制开关的通断。

进一步地，所述开关为继电器，所述继电器的触点串联在比较电路的第二输入端与直流电源之间，继电器的线圈一端连接第一电压，继电器的线圈另一端连接继电器驱动模块的输出端，所述继电器驱动模块的输入端与主控电路的输出端连接。

进一步地，继电器驱动模块采用ULN模块。

进一步地，比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有保险丝。

进一步地，所述直流电源采用可输出可调直流电压的可调电源模块。可调电源模块输入是220V输出是可调直流。

进一步地，各个测试通道包括电压输入电路和第一比较电路，所述电压输入电路的输出端与第一比较电路的第一输入端连接，所述第一比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第一比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，所述电压输入电路包括运放A1、正极电压输入端+U、负极电压输入端-U以及若干电阻，正极电压输入端+U用于与测试电池的正极连接，负极电压输入端-U用于与测试电池的负极连接，所述第一比较电路包括运放A2，电阻R1的一端与正极电压输入端+U连接，电阻R1的另一端经电阻R3与运放A1的同相输入端连接，运放A1的同相输入端经电阻R5接地，电阻R2的一端与负极电压输入端-U连接，电阻R2的另一端经电阻R4与运放A1的反相输入端连接，运放A1的反相输入端经电阻R6与运放A1的输出端连接，所述运放A1的输出端与运放A2的反相输入端之间设有第一滤波电路，所述运放A2的反相输入端经电阻R8接地，所述运放A2的同相输入端经电阻R9用于与直流电源连接，运放A2的同相输入端经电容C2接地，运放A2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，运放A2的输出端与主控电路的第一输入端之间串联有二极管D1，二极管D1的正极与主控电路的第一输入端连接，二极管D1的负极与运放A2的输出端连接。

进一步地，各个测试通道包括电流输入电路和第二比较电路，所述电流输入电路的输出端与第二比较电路的第一输入端连接，所述第二比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第二比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，所述电流输入电路包括运放B1、正极电流输入端+I、负极电流输入端-I和电阻RV，所述第二比较电路包括运放B2，正极电流输入端+I用于与测试电池的正极连接，负极电流输入端-I用于与测试电池的负极连接，电阻RV的一端与正极电流输入端+I连接，电阻RV的另一端与负极电流输入端-I连接，负极电流输入端-I经电阻R17接地，运放B1的同相输入端经电阻R10与正极电流输入端+I连接，运放B1的反相输入端经电阻R11与负极电流输入端-I连接，运放B1的同相输入端经电阻R12接地，运放B1的反相输入端经电阻R13与运放B1的输出端连接，所述运放B1的输出端与运放B2的反相输入端之间设有第二滤波电路，所述运放B2的反相输入端经电阻R15接地，所述运放B2的同相输入端经电阻R16与直流电源连接，运放B2的同相输入端经电容C4接地，运放B2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，运放B2的输出端与主控电路的输入端之间串联有二极管D2，二极管D2的正极与主控电路的输入端连接，二极管D2的负极与运放B2的输出端连接。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，主控电路通过通讯电路与上位机进行通讯。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括漏电流检测电路，所述漏电流检测电路的输入端与电池正极连接，漏电流检测电路的输出端与主控电路的第二输入端连接。漏电流检测电路用于在充放电测试装置静置(即只将充放电测试装置与电池连接)时，检测电池漏电流。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括接地检测电路或/和频率信号测量电路，所述接地检测电路的输入端与直流电源地连接，接地检测电路的输出端与主控电路的第三输入端连接。

所述频率信号测量电路的输入端用于检测直流电源输出频率，频率信号测量电路的输出端与主控电路的第四输入端连接接地检测电路，所述接地检测电路的输入端与直流电源地连接，接地检测电路的输出端与主控电路的第三输入端连接。

充放电测试装置的主控电路、电源电路以及测试通道均设置在测试板上，接地检测电路用于检测直流电源地与测试板地之间压差，判断直流电源地与测试板地是否共地，若不共地，则异常。若直流电源地与测试板地之间压差符合要求，则共地，否则不共地。

频率信号测量电路的输入端与比较电路的第一输入端连接，用于检测直流电源输出频率。当频率信号测量电路检测到直流电源输出频率与标准频率之间的偏差不符合要求时，则可能需要更换直流电源，避免测试不稳定。

本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型的各个测试通道的比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有开关，所述开关与主控电路连接，通过主控电路控制开关的通断，本实用新型通过开关控制电源部分，通道不工作时，对应通道的开关断开，总体功率变小，功耗较低，更节能，节约成本，且设备更加安全。

且本实用新型采用可调直流电源给比较电路提供直流电压，相比MCU控制DA输出的方案，更容易达到所需功率要求，可以使充放电测试装置输出低压大电流。

且本实用新型的输入电路具有增高阻抗功能，可以在测量电池电压时提高阻抗，增高精确度。

本实用新型还额外增加漏电流检测部分、接地检测部分、频率信号测量电路，相比现有设备功能更加完善。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的原理框图(图中只示意出一个测试通道)；

图2为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的单个测试通道的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的主控电路的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的电源电路的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的通道控制电路的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的漏电流检测电路、接地检测电路以及频率信号测量电路的电路图；

图7为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的数据读写电路的电路图；

图8为本实用新型实施例提供的充放电测试装置的通讯电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

参见图1至图8，本实用新型实施例提供一种充放电测试装置，包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路和比较电路，所述电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，本实用新型的测试通道为多个，本实施例的测试通道为8个，当然，测试通道的数量不仅仅限于8个，还可根据需要设置。

每个测试通道可以采用独立的直流电源。当某一通道发生故障时，其它通道的直流电源不受影响，避免出现一点故障全站无操作电源，与集中供电相比，其总体可靠性得以极大提高。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括通道控制电路，通道控制电路包括开关控制电路以及与多个测试通道一一对应的开关，各测试通道的比较电路的第二输入端与直流电源之间设置开关，所述开关与开关控制电路连接，开关控制电路与主控电路连接，通过主控电路控制开关控制电路，从而控制开关的通断。

进一步地，所述开关为继电器，所述继电器的触点串联在比较电路的第二输入端与直流电源之间，继电器的线圈一端连接第一电压，继电器的线圈另一端连接继电器驱动模块的输出端，所述继电器驱动模块的输入端与主控电路的输出端连接。

进一步地，继电器驱动模块采用ULN模块。

进一步地，比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有保险丝。

进一步地，所述直流电源采用可输出可调直流电压的可调电源。

进一步地，各个测试通道包括电压输入电路和第一比较电路，所述电压输入电路的输出端与第一比较电路的第一输入端连接，所述第一比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第一比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，所述电压输入电路包括运放A1、正极电压输入端+U、负极电压输入端-U以及若干电阻，正极电压输入端+U用于与测试电池的正极连接，负极电压输入端-U用于与测试电池的负极连接，所述第一比较电路包括运放A2，电阻R1的一端与正极电压输入端+U连接，电阻R1的另一端经电阻R3与运放A1的同相输入端连接，运放A1的同相输入端经电阻R5接地，电阻R2的一端与负极电压输入端-U连接，电阻R2的另一端经电阻R4与运放A1的反相输入端连接，运放A1的反相输入端经电阻R6与运放A1的输出端连接，所述运放A1的输出端与运放A2的反相输入端之间设有第一滤波电路，所述运放A2的反相输入端经电阻R8接地，所述运放A2的同相输入端经电阻R9用于与直流电源连接，运放A2的同相输入端经电容C2接地，运放A2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

运放A2的电源正极引脚连接+12V，运放A2的电源负极引脚连接-9V。

所述第一滤波电路包括电阻R7和电容C1，电阻R7的一端与运放A1的输出端连接，电阻R7的另一端与电容C1的一端、运放A2的反相输入端连接，电容C1的另一端接地。

进一步地，运放A2的输出端与主控电路的输入端之间串联有二极管D1，二极管D1的正极与主控电路的输入端连接，二极管D1的负极与运放A2的输出端连接。

运放A2的输出端与主控电路的输入端之间串联有指示灯LED1。

指示灯LED1的正极与主控电路的输入端连接，指示灯LED1的负极与二极管D1的正极连接。

进一步地，各个测试通道包括电流输入电路和第二比较电路，所述电流输入电路的输出端与第二比较电路的第一输入端连接，所述第二比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第二比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

进一步地，所述电流输入电路包括运放B1、正极电流输入端+I、负极电流输入端-I和电阻RV，所述第二比较电路包括运放B2，正极电流输入端+I用于与测试电池的正极连接，负极电流输入端-I用于与测试电池的负极连接，电阻RV的一端与正极电流输入端+I连接，电阻RV的另一端与负极电流输入端-I连接，负极电流输入端-I经电阻R17接地，运放B1的同相输入端经电阻R10与正极电流输入端+I连接，运放B1的反相输入端经电阻R11与负极电流输入端-I连接，运放B1的同相输入端经电阻R12接地，运放B1的反相输入端经电阻R13与运放B1的输出端连接，所述运放B1的输出端与运放B2的反相输入端之间设有第二滤波电路，所述运放B2的反相输入端经电阻R15接地，所述运放B2的同相输入端经电阻R16与直流电源连接，运放B2的同相输入端经电容C4接地，运放B2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

本实施例的电阻R17为0电阻。本实施例的运放A2、运放B2的型号为AD640。本实施例的运放A1、运放B1的型号为AD542。

运放B2的电源正极引脚连接+12V，运放B2的电源负极引脚连接-9V。

所述第二滤波电路包括电阻R14和电容C3，电阻R14的一端与运放B1的输出端连接，电阻R14的另一端与电容C3的一端、运放B2的反相输入端连接，电容C3的另一端接地。

进一步地，运放B2的输出端与主控电路的输入端之间串联有二极管D2，二极管D2的正极与主控电路的输入端连接，二极管D2的负极与运放B2的输出端连接。

运放B2的输出端与主控电路的输入端之间串联有指示灯LED2。

指示灯LED2的正极与主控电路的输入端连接，指示灯LED2的负极与二极管D2的正极连接。

本实用新型的输入电路具有增高阻抗功能。

进一步地，本实施例的主控电路采用MCU模块。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括漏电流检测电路，所述漏电流检测电路的输入端与电池正极连接，漏电流检测电路的输出端与主控电路的第二输入端连接。漏电流检测电路用于在充放电测试装置静置(即只将充放电测试装置与电池连接)时，检测电池漏电流。

漏电流检测电路包括运放U305B，运放U305B的同相输入端与电池接口的正极连接，电池接口的正极用于与电池正极连接，运放U305B的同相输入端与TVS管DT1的一端连接，TVS管DT1的另一端接地，运放U305B的反相输入端与运放U305B的输出端连接，运放U305B的输出端与电阻R301的一端连接，电阻R301的另一端与主控电路的第二输入端连接。电阻R301的另一端还与电阻R302的一端和电容C301的一端连接，电阻R302的另一端和电容C301的另一端接地。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括接地检测电路，所述接地检测电路的输入端与直流电源地连接，接地检测电路的输出端与主控电路的第三输入端连接。

充放电测试装置的主控电路、电源电路以及测试通道均设置在测试板上，接地检测电路用于检测直流电源地与测试板地之间压差，判断直流电源地与测试板地是否共地，若不共地，则异常，并进行报警提示。若直流电源地与测试板地之间压差符合要求，则共地，否则不共地。

接地检测电路包括运放U306A，运放U306A的同相输入端经电阻R303与直流电源地连接，运放U306A的同相输入端与二极管DZ2的负极连接，二极管DZ2的正极接地，运放U306A的反相输入端与电阻R304的一端以及二极管DZ2(稳压二极管)的正极连接，电阻R304的另一端连接第一电压(如第一电压为+12V电压)，二极管DZ1的负极接地。运放U306A的输出端与第一光耦的第一输入端连接，第一光耦的第二输入端经电阻R308连接第一电压(如第一电压为+12V电压)，第一光耦的第一输出端分别与主控电路的第三输入端GET以及电阻R311的一端连接，电阻R311的另一端连接第二电压(如第二电压为+3.3V)，第一光耦的第二输出端接地。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括频率信号测量电路，所述频率信号测量电路的输入端用于检测直流电源输出频率，频率信号测量电路的输出端与主控电路的第四输入端连接。

频率信号测量电路的输入端与比较电路的第一输入端连接，用于检测直流电源输出频率。当频率信号测量电路检测到直流电源输出频率与标准频率之间的偏差不符合要求时，则可能需要更换直流电源，避免测试不稳定。

进一步地，频率信号测量电路包括运放U306C，运放U306C的同相输入端经电阻R315与运放A2的反相输入端U1连接，运放U306C的同相输入端与电容C302的一端连接，电容C302的另一端接地，运放U306C的反相输入端接地，运放U306C的输出端与第三光耦的第一输入端连接，第三光耦的第二输入端经电阻R310连接第一电压(如第一电压为+12V电压)，第三光耦的第一输出端分别与主控电路的第四输入端FQ以及电阻R313的一端连接，电阻R313的另一端连接第二电压(如第二电压为+3.3V)，第三光耦的第二输出端接地。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括数据读写电路，所述数据读写电路与主控电路连接。数据读写电路用于实现MCU的数据读写。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，主控电路通过通讯电路与上位机进行通讯。通讯电路为RS485通信电路，采用RS485通信模块。通讯电路与通讯接口连接。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还可以包括显示屏，用于显示相关信息。

进一步地，本实用新型的充放电测试装置还可以包括指令输入装置。

本实用新型的工作原理：

电路开始工作，由用户调节直流电源输出对应的电压给AD640的正极输入端，通过AD640进行比较，若高于电池电压则对电池进行充电，反之则放电。AD542是测量电池电压时提高阻抗，增高精确度，电流同理。

本实用新型的充放电测试装置可用于对电池进行充放电测试，但也不限于对电池进行充放电测试。

本实用新型采用嵌入式供电方式，可靠性极大。本实用新型的每个通道使用独立的电源，当某一通道发生故障时，其它回路的直流电源不受影响，避免出现一点故障全站无操作电源，与集中供电相比，其总体可靠性得以极大提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充放电测试装置，其特征在于：包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路和比较电路，所述电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

2.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：各个测试通道的比较电路的第二输入端与直流电源之间串联有开关，所述开关与主控电路连接，通过主控电路控制开关的通断。

3.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：所述直流电源采用可输出可调直流电压的可调电源模块。

4.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：各个测试通道包括电压输入电路和第一比较电路，所述电压输入电路的输出端与第一比较电路的第一输入端连接，所述第一比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第一比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

5.如权利要求4所述的充放电测试装置，其特征在于：所述电压输入电路包括运放A1、正极电压输入端+U、负极电压输入端-U以及若干电阻，正极电压输入端+U用于与测试电池的正极连接，负极电压输入端-U用于与测试电池的负极连接，所述第一比较电路包括运放A2，电阻R1的一端与正极电压输入端+U连接，电阻R1的另一端经电阻R3与运放A1的同相输入端连接，运放A1的同相输入端经电阻R5接地，电阻R2的一端与负极电压输入端-U连接，电阻R2的另一端经电阻R4与运放A1的反相输入端连接，运放A1的反相输入端经电阻R6与运放A1的输出端连接，所述运放A1的输出端与运放A2的反相输入端之间设有第一滤波电路，所述运放A2的反相输入端经电阻R8接地，所述运放A2的同相输入端经电阻R9用于与直流电源连接，运放A2的同相输入端经电容C2接地，运放A2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

6.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：各个测试通道包括电流输入电路和第二比较电路，所述电流输入电路的输出端与第二比较电路的第一输入端连接，所述第二比较电路的第二输入端与直流电源连接，所述第二比较电路的输出端与主控电路的第一输入端连接。

7.如权利要求6所述的充放电测试装置，其特征在于：所述电流输入电路包括运放B1、正极电流输入端+I、负极电流输入端-I和电阻RV，所述第二比较电路包括运放B2，正极电流输入端+I用于与测试电池的正极连接，负极电流输入端-I用于与测试电池的负极连接，电阻RV的一端与正极电流输入端+I连接，电阻RV的另一端与负极电流输入端-I连接，负极电流输入端-I经电阻R17接地，运放B1的同相输入端经电阻R10与正极电流输入端+I连接，运放B1的反相输入端经电阻R11与负极电流输入端-I连接，运放B1的同相输入端经电阻R12接地，运放B1的反相输入端经电阻R13与运放B1的输出端连接，所述运放B1的输出端与运放B2的反相输入端之间设有第二滤波电路，所述运放B2的反相输入端经电阻R15接地，所述运放B2的同相输入端经电阻R16与直流电源连接，运放B2的同相输入端经电容C4接地，运放B2的输出端与主控电路的第一输入端连接。

8.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，主控电路通过通讯电路与上位机进行通讯。

9.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：还包括漏电流检测电路，所述漏电流检测电路的输入端与电池正极连接，漏电流检测电路的输出端与主控电路的第二输入端连接。

10.如权利要求1所述的充放电测试装置，其特征在于：还包括接地检测电路或/和频率信号测量电路，所述接地检测电路的输入端与直流电源地连接，接地检测电路的输出端与主控电路的第三输入端连接；

所述频率信号测量电路的输入端用于检测直流电源输出频率，频率信号测量电路的输出端与主控电路的第四输入端连接。