CN2874512Y

CN2874512Y - 电池高压检测报警仪

Info

Publication number: CN2874512Y
Application number: CN 200620053878
Authority: CN
Inventors: 申文忠; 张锦新
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2006-01-14
Filing date: 2006-01-14
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2016-01-14

Abstract

一种电池高压检测报警仪，包括检测端口、采集和放大单元(1)、电源和稳压单元(2)、比较和放大单元(3)、显示单元(5)、报警单元(6)和选通和控制单元(4)。采集和放大单元(1)有一个信号输入端和一个信号输出端，其输出端与比较和放大单元(3)电连接。比较和放大单元(3)有两个信号输出端，一个输出端与报警单元(6)连接，另一个输出端与选通和控制单元(4)电连接。电源和稳压单元(2)，其一个输出端通过选通和控制单元(4)选通后与显示单元(5)电联接，用于给各部件提供电源及精密恒压源。

Description

电池高压检测报警仪

【技术领域】

本实用新型涉及一种检测报警装置，特别是涉及到一种高输入内阻和高电压的电池检测报警装置。

【背景技术】

在电池生产制造领域，常常需要对电池的性能进行各种各样的检测和试验，也包括必要的破坏性试验。为了在试验中取得所需的数据和资料，人们往往采用电压表、电阻表、电流表等来进行采集检测。在做电池高压击穿测试中，主要是要取得电池正、负极片间击穿时的瞬间电压值、此电压往往在上千伏或以上，且因电池的特性而决定本电压源必定是高内阻微电流型的，用上述方法很难取得准确的数据，其主要原因在于上述仪表要不内阻太低，要不反应太慢，再加上一些人为因素，很容易造成一些难以避免的偏差。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种检测速度快、效率高、差错率低的电池高压检测报警仪装置。

本实用新型通过以下的技术方案得以实现的：

本实用新型一种电池高压检测报警仪，包括检测端口、采集和放大单元、电源和稳压单元、比较和放大单元、显示单元和报警单元，它还包括选通和控制单元，采集和放大单元有一个信号输入端和一个信号输出端，其输出端与比较和放大单元电连接；比较和放大单元有两个信号输出端，一个输出端与报警单元连接，另一个输出端与选通、控制单元电连接；电源和稳压单元，其一个输出端通过选通和控制单元选通后与显示单元电联接，用于给各部件提供电源及精密恒压源。

优选，上述选通和控制单元包括比较器、调零电阻、开关、可变电阻，所述的比较器的同向输入端分别与调零电阻、可变电阻并联连接，比较器的反向输入端分别与可调电阻、开关并联连接，开关与可变电阻串联连接。

进一步优选，上述其中两个可变电阻的阻值需在零Ω以上，而小于1MΩ。

优选，上述另两个可变电阻的阻值需在1MΩ以上，而小于10000MΩ。

优选，上述其中之一可变电阻的阻值需小于等于另一个可变电阻的阻值。

优选，上述的比较器是由集成运算放大器构成。

优选，集成运算放大器是采用场效应管作为输入级的。

优选，上述的显示单元是由LED数字表头器件组成。

采用本实用新型电池高压检测报警仪可以将微弱的高压信号进行直接采集取样并以放大整形后，与一由精密恒压源设定之恒压进行比较，比较后的信号再放大后以声光的形式体现，从而可准确、快捷的对电池进行筛选检测，并大大的减少常因用万用表等检测及人为因素等产生的误差，增加了效率，减轻了劳动强度。

【附图说明】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型电池高压检测报警仪的方框图；

图2是本实用新型电池高压检测报警仪与高压稳压源的联接示意图；

图3是本实用新型电池高压检测报警仪比较和放大单元及报警单元的电路原理图；

图4是本实用新型电池高压检测报警仪采集和放大单元的电路原理图；

图5是本实用新型电池高压检测报警仪电源和稳压电源单元的电路原理图。

【具体实施方式】

本实用新型电池高压检测报警仪是选用小电流高电压可调稳压源一起组成电池耐压测验平台。它的主要目的是提供一种将高电压、微安级的低电流进行采集、放大，比较、选通后以声光的形式体现的装置，主要包括一高达100MΩ及其以上输入内阻的高压采集放大整形检测装置，该装置可准确地将捕捉到的电池极片间被击穿时的瞬间电压值，并将其放大整形后与一个带比较、选通、呜叫、显示等的装置联接。该装置主要由高性能运放组成比较电路、以精密稳压器件组成可调恒压源、声光驱动电路最终将比较放大后的结果以声光等体现出来；及由可控硅、IC、晶体管等组成的选通、显示单元等实时的捕获所需之数据。

如图1所示，本实用新型电池高压检测报警仪包括一个采集和放大单元1，其包括一个高压采集器，该采集器将采集到的信号经衰减、放大、校准后取样，取样信号进入比较和放大单元3的比较器；电源和稳压单元2亦将经过二次稳压后的精密恒压源输入或进行设定调节后输入比较和放大单元3中；经比较放大后的信号输入到报警单元6中的声光报警器中。同时，选通和控制单元4将来自比较和放大单元3、电源和稳压单元2中的取样电压、信号输入采样电压按需要选取后输出至显示单元5中的数字表头直接实时显示。

如图2所示，电池高压检测报警仪A与高压稳压源B组成，实施对电池E的耐压检测。检测时，需按图所示用四线连接。为便于操作，在实际应用中接触电池两端的四个点常选用带弹性的探针两两组合、但又彼此绝缘而构成，同时也可以视需求直接采用一些常用测试仪器如内阻测试仪等所使用的双针或双触头的探头。

如图3所示，比较和放大单元及报警单元包括两个作电压比较用的并联设置的比较器OP1、OP2，其中OP1作为上限电压比较用，OP2作为下限电压比较用。比较器OP1、OP2分别与电阻R4、R5串联后，分别接在IC1的两个输入端上。在比较器OP1的同向输入端中，通过输入电阻R1接在插座C上，用于接收检测端的信号；其反向输入端通过输入电阻R2接在插座C。比较器OP2的反向输入端与比较器OP1的同向输入端相连，其同向输入端通过输入电阻R3接在插座C上。起退藕、防自激作用的电容C1、C2、C3分别与上述三个输入电阻R1、R2、R3并联以后接地。IC1经过一个非门后与电阻R6、发光二极管D1串联。晶体三极管VT1的基极与发光二极管D1的负极相连，VT1的集电极与12V的电源相连，VT1的发射极接蜂鸣器BL，然后再接地。

由图4输出的检测取样信号经插座C、C’进入到比较和放大单元，一路通过电阻R1输入到比较器OP1、OP2的输入端，并与经插座至电阻R2、R3输入的比较电压进行比较。比较放大后的信号再经电阻R4、R5进入IC1选通。选通信号输出经电阻R6、发光二极管D1至晶体三极管VT1放大后推动蜂呜器BL呜叫。另一路连接至表头显示选通单元的集成芯片IC2。集成芯片IC2、电阻D2、D3、D4、可控硅CR1、CR2、CR3、电容C4、C5、C6等组成表头选通单元，并通过插座C、C’与表头电连接。

本实施例中，比较器OP1和OP2可以采用集成运算放大器。集成运算放大器可以采用双极型晶体管或者场效应管作输入级，其输入阻抗通常为数兆欧姆，当采用场效应管作为输入级时，其输入阻抗可达10¹²欧姆。由于集成运算放大器具有较大的输入阻抗，在测试过程中不会对测量结果带来影响，从而避免了误差。

本实施例电池高压检测报警仪所预先设定的用于与电池电压进行比较的上下限的不同，可以分为两种类型：上、下限均可设定型和单一的下限或上限可设定型。

在上、下限均可设定型的报警仪中，上述的比较和放大单元3包括两个并联设置的比较器。选通和控制单元也包括两个并联设置的设定开关和分别与其电连接的可调电阻。选通和控制单元可以预先设定两个比较电压，上限电压和下限电压，并分别送至两个比较器中。

如果在单一的下限或上限可设定型的报警仪中，上述比较和放大单元3中的比较器的数量为一个，选通和控制单元包括一个设定开关和一个可调电阻。该可调电阻与设定开关电连接，用于调整预先设定的参考电压。

本实施例中，所述的D1亮，蜂鸣器鸣叫的方式是可以通过改变IC1、VT1等及OP1、OP2等的输入比较方式实现逆反的。如果晶体开关VT1不是采用PNP型的，而是采用NPN型的，发光二极管D1反接时，则上述参考电压和电池电压的输入端口也可以保持不变。

如图4所示，选通和控制单元由以下部件组成：一个晶体三极管VT2的发射极与三个发光二极管D2、D3、D4并联设置，VT2的集电极与插座C’相连，VT2的基极与电阻R10并联设置后，与三个开关K1、K2、K3、K4并联。比较器OP3与一个可变电阻W2并联，OP3的同向输入端与一个可变电阻Rm串联后接在插孔Y1上，插孔Y2接地，可变电阻R9的一端与OP3的同向输入端并联，另一端接地。OP3的反向输入端通过与开关K4并联，K4与可变电阻R8串联后连接在可调电阻W1上。同时它也与可调电阻W3的一端并联，W3的另一端接地，W3的可移动端经插座C’与图3的插座C电联接后，分成二路：一路经电阻R1输入比较器OP1、OP2的信号输入端，与设定取样电压进行比较。另一路输入集成芯片IC2的其中一个光耦输入端，通过选通控制电路来实现检测信号电压的实时显示。可变电阻R7、R8一般在数百KΩ的范围内，可变电阻Rm一般可在几MΩ至数千MΩ的范围；可变电阻R9则视可变电阻Rm的情况及实际上的需要而定。一般R9+Rm取10、100、1000....等的整数，且R9≤Rm。

由电池E两端检测到的实时电压信号(参照图2)通过插孔Y1、Y2输入，经由可变Rm、R9组成的衰减器衰减后直接进入由比较器OP3等进行信号电流放大。为了保证放大后的信号电压不至于偏离实际值太大，可变Rm、R9选用高精密高稳定度的金属膜电阻或类似电阻、模块等，可以是一个或多个高阻值的电阻组合而成。按比例降压后的微弱电压信号，接入输入级为场效应管的高性能线性运算放大器OP3与W2等组成的放大、整形单元进行电流放大及电压整形。放大整形后输出的信号电压，再经W3细调后，通过插座C’与图3中插座C电连接，经电阻R2、R3进入由OP1、OP2等组成的比较单元。

由T2、R10及安装在面板上的发光二极管D2、D3、D4以及K1、K2、K3、K4等与图3中集成芯片IC2、可控硅CR1、CR2、CR3、滤波电容C4、C5、C6组成电子选通单元，它们之间通过插座电连接，同时它可通过按键K1、K2、K3进行实时切换。由恒压源输入的稳压电源经装在面板上的W1调整后作比较器OP1、OP2的取样电压，并通过插座C、C’与图3电连接。R8与K4组成简易内校电压采样单元；

如图5所示，一个由变压器、三端稳压器等组成的多路稳压电源。该电源将市电220V降压后一路经滤波器D9、D10、D11、D12、集成稳压单元Tw3等整流滤波稳压后供给显示及控制单元，另一路经滤波器D5、D6、D7、D8、集成稳压电路Tw1、Tw2等整流滤波稳压后供给由比较器OP1、OP2、OP3等组成的主电路及报警装置等。同时，该稳压电源的+12V再经电阻R11、稳压管DW1、可调电阻W4等进一步稳压后输出的电压V_T则被用于比较器的基准电压取样。以上电源均与图3、图4电连接。

另外，在本实施例中，在参考电压和电池电压输入两个比较器OP1、OP2及OP3的端口的选择、晶体开关管VT1、VT2的选型以及在比较器与开关管VT1、VT2之间接入的门电路的选择以及其他一些方面都还可以有多种变型。例如，当门电路采用与门、开关管VT1采用NPN型时，结果都是相同的。

上述实施例披露了本实用新型的优选方案，本技术领域的普通技术人员在本实用新型已公开的内容的情况下，可以对其中的某些部分做出一些变动，这些变动只要是体现了本实用新型的原理，在不超过本实用新型权利要求的情况下，均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种电池高压检测报警仪，包括检测端口、采集和放大单元(1)、电源和稳压单元(2)、比较和放大单元(3)、显示单元(5)和报警单元(6)，其特征在于：还包括一个选通和控制单元(4)；采集和放大单元(1)有一个信号输入端和一个信号输出端，其输出端与比较和放大单元(3)电连接；比较和放大单元(3)有两个信号输出端，一个输出端与报警单元(6)连接，另一个输出端与选通和控制单元(4)电连接；电源和稳压单元(2)，其一个输出端通过选通和控制单元(4)选通后与显示单元(5)电联接，用于给各部件提供电源及精密恒压源。

2、根据权利要求1所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的选通和控制单元(4)包括比较器(OP3)、调零电阻(W2)(W3)、开关(K4)、可变电阻(R7)、(R8)、(R9)、(Rm)，所述的比较器(OP3)的同向输入端分别与调零电阻(W2)、可变电阻(R8)、(R9)并联连接，比较器(OP3)的反向输入端分别与可调电阻(W3)、开关(K4)并联连接，开关(K4)与可变电阻(R8)串联连接。

3、根据权利要求2所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述可变电阻(R7)、(R8)的阻值需在零Ω以上，而小于1MΩ。

4、根据权利要求3所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的可变电阻(R9)、(Rm)的阻值需在1MΩ以上，而小于10000MΩ。

5、根据权利要求4所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的可变电阻(R9)的阻值需小于等于可变电阻(Rm)的阻值。

6、根据权利要求2所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的比较器(OP3)是由集成运算放大器构成。

7、根据权利要求6所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的集成运算放大器是采用场效应管作为输入级的。

8、根据权利要求1所述的电池高压检测报警仪，其特征在于：所述的显示单元是由LED数字表头器件组成。