专利名称：一种锂离子电池保护ic线路板测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锂离子电池保护IC线路板测试领域，尤其涉及一种锂离子电池 保护IC线路板测试装置。
背景技术：
现有的锂离子电池保护IC线路板通常由人手工测试，需要用到的资源有可调直 流电源和数字万用表。由于电池保护IC线路板需要测试的项目包含功耗、过充保护、过放 保护、过流保护等，需逐一测试每一节电池的保护情况，测试一块线路板要进行多次电压切 换。故用人工方法测试，效率低下，操作复杂，同时还需要人为判断不合格的线路板，在大批 量的测试中，容易出现误判断的情况。
实用新型内容本实用新型为解决现有的锂离子电池保护IC线路板测试装置由人手工测试，效 率低下，操作复杂的技术问题。为解决现有技术中存在的问体，本实用新型提供一种锂离子电池保护IC线路板 测试装置，所述线路板上设有锂离子电池保护IC，包括用以根据外部控制信号提供模拟锂离子电池电压的电压模拟单元，所述电压模拟装置与待测线路板的电压输入端相连；用以根据待测线路板的输出电压输出功耗信号的功耗信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过放待判信号的过放待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过充待判信号的过充待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过流待判信号的过流待判信号反馈单元；用以分别根据功耗信号、过放待判信号、过充待判信号、过流待判信号判断待测线 路板是否合格的判断单元。进一步地，所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，还包括用以提供所述外 部控制信号的外部控制单元；用以连接电压模拟单元与外部控制单元的通信单元。进一步地，所述电压模拟单元包括用以提供模拟数字电压的模拟数字电压单元； 用以将所述数字电压转换为模拟电压的数模转换单元。进一步地，所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，还包括将所述模拟电压进 行放大的电压放大单元。进一步地，所述电压放大单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、 第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一晶体管、第二晶体管；第一运算放 大器的正输入端与模数转换单元的输出端连接，第一运算放大器的输出端连接第一电阻的 一端，第一电阻的另一端经第二电阻与地连接，第一运算放大器的负输入端连接在第一电 阻和第二电阻之间；第二运算放大器的正输入端与第一运算放大器的输出端相连；第二运 算放大器的输出端分别与第三电阻、第四电阻、第五电阻连接；第三电阻的另一端与第一晶体管的基极相连，第一晶体管的集电极与电源连接，第一晶体管的发射极与第二晶体管的 发射极连接，第四电阻的另一端与第一晶体管的发射极连接，第五电阻的另一端与第二晶 体管的基极连接，第二晶体管的集电极与地连接；第六电阻的一端与第一晶体管的发射极 连接，第六电阻的另一端为电压放大单元的输出端。进一步地，所述功耗信号反馈单元包括第四运算放大器，第七电阻、第八电阻、第 九电阻、第十电阻；所述第四运算放大器的正输入端通过第七电阻与电压放大单元的输出 端相连，所述第七电阻靠近第四运算放大器的正输入端的一端通过第九电阻与地连接；所 述第四运算放大器的负输入端通过第八电阻与所述第一晶体管的发射极连接；所述第四运 算放大器的负输入端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第四运算放大器的输出端 与判断单元连接。进一步地，所述过充待判信号反馈单元包括第三运算放大器、第十一电阻、第 十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻；所述第三运算放大器的正输 入端通过第十二电阻与电压放大单元的输出端连接；第十二电阻靠近第三运算放大器正输 入端的一端经过第十四电阻与地连接；第三运算放大器的负输入端通过第十一电阻与待测 线路板的正压输出端相连，第十一电阻的另一端通过第十三电阻与地连接。进一步地，所述过放待判信号反馈单元包括第一开关，所述第一开关连接于判断 单元与待测线路板的正压输出端之间。进一步地，所述过流信号反馈单元包括第五运算放大器、第六运算放大器、第 十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、PM0S管；第五运算放大器的正输入端与判断单元相 连，第五运算放大器的输出端与第十七电阻相连，第十七电阻的另一端通过第十八电阻与 地相连，第五运算放大器的负输入端连接于第十七电阻和第十八电阻之间；第六运算放大 器的正输入端与第五运算放大器的输出端相连；第六运算放大器的输出端与PM0S管的栅 极相连，PM0S管的漏极与待测线路板的负压输出端连接，PM0S管的源极与电源连接。本实用新型提供的一种锂离子电池保护IC线路板测试装置，包括用以根据外部 控制信号提供模拟锂离子电池电压的电压模拟单元，所述电压模拟装置与待测线路板的电 压输入端相连；用以根据待测线路板的输出电压输出功耗信号的功耗信号反馈单元；用以 根据待测线路板的输出电压输出过放待判信号的过放待判信号反馈单元；用以根据待测线 路板的输出电压输出过充待判信号的过充待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出 电压输出过流待判信号的过流待判信号反馈单元；用以分别根据功耗信号、过放待判信号、 过充待判信号、过流待判信号判断待测线路板是否合格的判断单元。与现有技术相比，具有 效率高，操作简单的优点。
图1是本实用新型实施例的电路原理图；图2是本实用新型实施例的待测线路板的电路图；图3是本实用新型实施例电压放大单元的电路图；图4是本实用新型实施例功耗信号反馈单元的电路图；图5是本实用新型实施例过充待判信号反馈单元的电路图；图6是本实用新型实施例过放待判信号反馈单元的电路图；[0027]图7是本实用新型实施例过流待判信号反馈单元的电路图；图8是本实用新型实施例判断单元和数模转换单元的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1是本实用新型实施例的电路原理图；图2是本实用新型实施例的待测线路板 的电路图；图3是本实用新型实施例电压放大单元的电路图；图4是本实用新型实施例功 耗信号反馈单元的电路图；图5是本实用新型实施例过充待判信号反馈单元的电路图；图6 是本实用新型实施例过放待判信号反馈单元的电路图；图7是本实用新型实施例过流待判 信号反馈单元的电路图；图8是本实用新型实施例判断单元和数模转换单元的电路图。如 图1至图8所示的一种锂离子电池保护IC线路板测试装置，所述线路板上设有锂离子电池 保护IC，包括 用以根据外部控制信号提供模拟锂离子电池电压的电压模拟单元，所述电压模拟装置与待测线路板的电压输入端相连；用以根据待测线路板的输出电压输出功耗信号的功耗信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过放待判信号的过放待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过充待判信号的过充待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过流待判信号的过流待判信号反馈单元；用以分别根据功耗信号、过放待判信号、过充待判信号、过流待判信号判断待测线 路板是否合格的判断单元。进一步地，所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，还包括用以提供所述外 部控制信号的外部控制单元；用以连接电压模拟单元与外部控制单元的通信单元。进一步地，所述电压模拟单元包括用以提供模拟数字电压的模拟数字电压单元； 用以将所述数字电压转换为模拟电压的数模转换单元。进一步地，所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，还包括将所述模拟电压进 行放大的电压放大单元。进一步地，所述电压放大单元包括第一运算放大器Q1、第二运算放大器Q2、第一 电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一晶体管、第 二晶体管；第一运算放大器的正输入端与模数转换单元的输出端连接，第一运算放大器的 输出端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端经第二电阻与地连接，第一运算放大器的 负输入端连接在第一电阻和第二电阻之间；第二运算放大器的正输入端与第一运算放大器 的输出端相连；第二运算放大器的输出端分别与第三电阻、第四电阻、第五电阻连接；第三 电阻的另一端与第一晶体管的基极相连，第一晶体管的集电极与电源连接，第一晶体管的 发射极与第二晶体管的发射极连接，第四电阻的另一端与第一晶体管的发射极连接，第五 电阻的另一端与第二晶体管的基极连接，第二晶体管的集电极与地连接；第六电阻的一端 al与第一晶体管的发射极连接，第六电阻的另一端a2为电压放大单元的输出端。进一步地，所述功耗信号反馈单元包括第四运算放大器Q4，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10 ；所述第四运算放大器的正输入端通过第七电阻与电压 放大单元的输出端相连，所述第七电阻靠近第四运算放大器的正输入端的一端通过第九电 阻与地连接；所述第四运算放大器的负输入端通过第八电阻与所述第一晶体管的发射极连 接；所述第四运算放大器的负输入端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第四运算 放大器的输出端与判断单元连接。进一步地，所述过充待判信号反馈单元包括第三运算放大器Q3、第十一电阻 R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16 ； 所述第三运算放大器的正输入端通过第十二电阻与电压放大单元的输出端连接；第十二电 阻靠近第三运算放大器正输入端的一端经过第十四电阻与地连接；第三运算放大器的负输 入端通过第十一电阻与待测线路板的正压输出端相连，第十一电阻的另一端通过第十三电 阻与地连接。进一步地，所述过放待判信号反馈单元包括第一开关P2，所述第一开关连接于判 断单元与待测线路板的正压输出端之间。进一步地，所述过流信号反馈单元包括第五运算放大器Q5、第六运算放大器Q6、 第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、PM0S管；第五运算放大器的正输入端 与判断单元相连，第五运算放大器的输出端与第十七电阻相连，第十七电阻的另一端通过 第十八电阻与地相连，第五运算放大器的负输入端连接于第十七电阻和第十八电阻之间； 第六运算放大器的正输入端与第五运算放大器的输出端相连；第六运算放大器的输出端与 PM0S管的栅极相连，PM0S管的漏极与待测线路板的负压输出端连接，PM0S管的源极与电源 连接。
以下结合附图对本实用新型实施例的工作过程做详细说明本实用新型采用主控单片机C8051F120和外置D/A转换芯片AD5724，依次测试电 池保护IC线路板的功耗、过充、过放和过流保护功能。单片机I/O端口 P0. 2、P0. 3、P0. 4、 P0. 5、P0. 6、P0. 7 分别与 AD5724 端口 SDIN、SYNC、/LDAC、/CLR、SCLK、SDO 连接，控制 AD5724 输出4路模拟电压VA、VB、VC、VD，分别经4路运算放大器放大电路放大至VT1、VT2、VT3、 VT4 ；该电压模拟各节电池工作状态，提供给电池保护IC线路板。al，a2之间连接功耗采样 电阻R6，经由运算放大器差分放大后反馈至C8051F模拟输入端口 AINO. 0、AIN0. UAIN0. 2、 AIN0. 3。电池保护IC线路板的P+端与VT1经过比较器后，连接到C8051F的AIN2. 0采样。 C8051F内置DAC0端口连接至运算放大器放大电路，由运算放大器输出电压控制PM0S管栅 极开启状态。VCC连接电阻R19，R19另一引脚连接PM0S管源极和运算放大器的负反馈管 脚。PM0S管漏极连接外部电池保护IC线路板的P-端口。下面是具体的测试原理和流程。第一步，功耗测试AD5724输出VA、VB、VC、VD，经差分放大电路放大至VT1、VT2、VT3、VT4，该电压模 拟各节电池正常工作电压，提供给外部电池保护IC线路板。电阻R6为保护IC线路板功耗 采样电阻，采样VT1、VT2、VT3、VT4正常供电时流经它的电流产生的电压，经由差分放大电 路反馈至C8051F模拟输入端口 AINO. 0.AIN0. UAINO. 2、AIN0. 3，检测保护IC线路板功耗。第二步，过充测试VT1过充测试AD5724输出正常电压VA、VB、VC、VD，保证电池保护IC线路板正常 工作状态，再将VA由正常电压变化为保护IC过充下限保护阈值电压VACL，同时P+端与VT1端通过比较器比较两端口电压变化，由AIN2. 0进行采样。保护IC正常工作时AIN2. 0为0 电平，如此刻采样到0电平，则保护IC未进入保护状态，判断PASS并继续下一测试步骤；如 此刻采样到高电平，则保护IC进入保护状态，判断FAIL并停止测试。下一阶段，VA在下限 保护阈值电压VACL基础上提升到过充上限保护阈值电压VACH，同时P+端与VT1端通过比 较器比较。此刻保护IC应为保护状态，采样AIN2. 0端为高电平2. 4V，判断PASS继续下一 步测试。反之，如AIN2. 0仍为0电平则FAIL，停止测试。VT2，VT3，VT4过充测试类似VT1过充测试，AD5724输出正常电压VA、VB、VC、VD， 在测试VT2，VT3，VT4过充时，分别将VB、VC、VD变化为保护IC过充下限保护阈值电压，并 保持其余三节电压，采样AIN2. 0判断，测试通过后再分别将VB、VC、VD提升到过充上限保护 阈值电压，采样AIN2.0判断。第三步，过放测试VT1过放测试AD5724输出正常电压VA、VB、VC、VD，再将VA正常电压变化为保护 IC过放上限保护阈值电压VA0H ；同时控制开关P2闭合，由AIN2. 1端口采样P+端口电平变 化。保护IC正常工作时AIN2. 1为2. 4V，如此刻AIN2. 1采样到2. 4V，保护IC未进入保护 状态，判断PASS，继续下一测试步骤；如此刻采样为0V则保护IC进入保护状态，判断FAIL 并停止测试。下一阶段，VA在上限保护阈值电压VA0H基础上降低至过放下限保护阈值电 压VA0L，同样采样AIN2. 1端检测P+端口电平变化。保护IC在此刻应为保护状态，AIN2. 1 端口为0V，判断PASS，继续下一步测试。反之，如AIN2. 1仍为2. 4V则FAIL，停止测试。VT2，VT3，VT4过放测试类似VT1过放测试，AD5724输出正常电压VA、VB、VC、VD， 在测试VT2，VT3，VT4过放时，分别将VB、VC、VD变化为保护IC过放上限保护阈值电压，并 保持其余三节电压，采样AIN2. 1判断，测试通过后再分别将VB、VC、VD降低至过放下限保护 阈值电压，采样AIN2. 1判断。第四步，过流测试AD5724输出正常电压VA、VB、VC、VD，C8051通过DAC0输出电压，经运算放大器的 放大电路后，由运算放大器输出管脚控制PM0S管栅极导通状态。此刻VCC通过电阻R19以 一定大小电流由P-流入电池保护IC电路。由AIN2. 1实时检测P+端口电平变化，在正常 状态P+端口输出高电平，P-输入一定大小电流后，AIN2. 1检测到P+端口由高电平2. 4V变 化为0. 3V低电平，则保护IC发生过流保护状态，判断PASS，否则FAIL。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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种锂离子电池保护IC线路板测试装置，所述线路板上设有锂离子电池保护IC，其特征在于包括用以根据外部控制信号提供模拟锂离子电池电压的电压模拟单元，所述电压模拟装置与待测线路板的电压输入端相连；用以根据待测线路板的输出电压输出功耗信号的功耗信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过充待判信号的过充待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过放待判信号的过放待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过流待判信号的过流待判信号反馈单元；用以分别根据功耗信号、过放待判信号、过充待判信号、过流待判信号判断待测线路板是否合格的判断单元。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在于还包括 用以提供所述外部控制信号的外部控制单元；用以连接电压模拟单元与外部控制单元的通信单元。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在于所述电压 模拟单元包括用以提供模拟数字电压的模拟数字电压单元； 用以将所述数字电压转换为模拟电压的数模转换单元。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在于还包括将 所述模拟电压进行放大的电压放大单元。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在于所述电压 放大单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电 阻、第五电阻、第六电阻、第一晶体管、第二晶体管；第一运算放大器的正输入端与模数转换 单元的输出端连接，第一运算放大器的输出端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端经 第二电阻与地连接，第一运算放大器的负输入端连接在第一电阻和第二电阻之间；第二运 算放大器的正输入端与第一运算放大器的输出端相连；第二运算放大器的输出端分别与第 三电阻、第四电阻、第五电阻连接；第三电阻的另一端与第一晶体管的基极相连，第一晶体 管的集电极与电源连接，第一晶体管的发射极与第二晶体管的发射极连接，第四电阻的另 一端与第一晶体管的发射极连接，第五电阻的另一端与第二晶体管的基极连接，第二晶体 管的集电极与地连接；第六电阻的一端与第一晶体管的发射极连接，第六电阻的另一端为 电压放大单元的输出端。
6.根据权利要求根据权利要求5所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征 在于所述功耗信号反馈单元包括第四运算放大器，第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十 电阻；所述第四运算放大器的正输入端通过第七电阻与电压放大单元的输出端相连，所述 第七电阻靠近第四运算放大器的正输入端的一端通过第九电阻与地连接；所述第四运算放 大器的负输入端通过第八电阻与所述第一晶体管的发射极连接；所述第四运算放大器的负 输入端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第四运算放大器的输出端与判断单元连 接。
7.根据权利要求根据权利要求4所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在 于所述过充待判信号反馈单元包括第三运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻；所述第三运算放大器的正输入端通过第十二 电阻与电压放大单元的输出端连接；第十二电阻靠近第三运算放大器正输入端的一端经过 第十四电阻与地连接；第三运算放大器的负输入端通过第十一电阻与待测线路板的正压输 出端相连，第十一电阻的另一端通过第十三电阻与地连接。
8.根据权利要求根据权利要求1所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在 于所述过放待判信号反馈单元包括第一开关，所述第一开关连接于判断单元与待测线路 板的正压输出端之间。
9.根据权利要求根据权利要求1所述的锂离子电池保护IC线路板测试装置，其特征在 于所述过流信号反馈单元包括第五运算放大器、第六运算放大器、第十七电阻、第十八 电阻、第十九电阻、PM0S管；第五运算放大器的正输入端与判断单元相连，第五运算放大器 的输出端与第十七电阻相连，第十七电阻的另一端通过第十八电阻与地相连，第五运算放 大器的负输入端连接于第十七电阻和第十八电阻之间；第六运算放大器的正输入端与第五 运算放大器的输出端相连；第六运算放大器的输出端与PM0S管的栅极相连，PM0S管的漏极 与待测线路板的负压输出端连接，PM0S管的源极与电源连接。
专利摘要本实用新型提供了一种锂离子电池保护IC线路板测试装置，包括用以根据外部控制信号提供模拟锂离子电池电压的电压模拟单元，所述电压模拟装置与待测线路板的电压输入端相连；用以根据待测线路板的输出电压输出功耗信号的功耗信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过放待判信号的过放待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过充待判信号的过充待判信号反馈单元；用以根据待测线路板的输出电压输出过流待判信号的过流待判信号反馈单元；用以分别根据功耗信号、过放待判信号、过充待判信号、过流待判信号判断待测线路板是否合格的判断单元。与现有技术相比，具有效率高，操作简单的优点。
文档编号G01R31/28GK201600435SQ200920262268
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者佟静, 熊健 申请人:比亚迪股份有限公司