专利名称：蓄电池cca值的测量电路及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池CCA值测量电路，特别是涉及一种用于汽车用铅酸蓄电池 的CCA值测量电路及方法。
背景技术：
汽车用铅酸蓄电池是汽车运行，尤其是汽车启动的重要部件，为了保证汽车正常 使用，需要定期对蓄电池进行检测。CCA (cold cranking amperage)——冷启动安培值(电流)，以安培为单位， 在_18°C的情况下放电30秒，且电压保持在7. 2V以上，蓄电池所能输出的电流。CCA值是 蓄电池启动驱动能力的重要参数，直接影响到汽车的启动性能，一旦汽车的蓄电池启动性 能过低，汽车将无法自行启动。所以，CCA值需要经常检测，发现性能退化需及时更换。现有蓄电池CCA值测量电路及测量方法普遍存在着以下问题(1)设备体积大且重，不便于携带与使用；(2)测量过程中释放大量热能，测试后需要进行冷却才能继续使用，测量效率低；(3)蓄电池在测量后需重新充电后才能投入正常使用。
发明内容
为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供蓄电池CCA值测 量电路及方法，通过采用小电流脉冲放电的方法进行测量，通过统计运算，得到蓄电池CCA值。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种蓄电池CCA值的测量电路，包括放电电路、取样电路和微处理器，待测蓄电池 的正负极分别与所述的放电电路相连，待测蓄电池的正极同时与所述的取样电路相连，连 接部位为取样点B ；所述的放电电路与取样电路相连，连接部位为取样点L ；所述放电电路 的控制端与微处理器的输出端口相连；所述的取样电路与微处理器相连。所述的放电电路包括整流二极管D1、负载电阻R1、限流电阻R2、场效应管Q1，待测 蓄电池的正极与整流二极管Dl的阳极相连，整流二极管阴极连至负载电阻Rl的一端，该端 同时作为取样点L连接至取样电路2 ；负载电阻Rl的另一端连至场效应管Ql的漏极；场效 应管Ql的源极接地，同时与待测蓄电池负极相连；场效应管Ql的栅极串联限流电阻电阻 R2之后连入微处理器3的输出端口 P0。所述的取样电路包括耦合电容Cl、信号放大电路、模/数转换器、分压电阻R3、R4; 所述的放电电路的取样点L连接至分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端同时连接到 分压电阻R4的一端和模/数转换器的一个输入端口 ；分压电阻R4的另一端接地；待测蓄电 池的正极与耦合电容Cl的一端相连，耦合电容Cl另一端连接到信号放大电路，信号放大电 路的输出端接入模/数转换器的另一个输入端口 ；模/数转换器的控制端与微处理器的输 出端口 Pl相连，模/数转换器的数据端口连接到微处理器的输入端口 P2。
从待测蓄电池正极、整流二极管D1、负载电阻R1、场效应管Ql回到待测蓄电池负 极，形成放电回路。脉冲放电过程中取样点B、取样点L的电压随场效应管Ql以相同的频率反复开通、 断开而呈下降、上升波动。一种蓄电池CCA值的测量方法，包括以下步骤步骤一、待测蓄电池接上之后，在微处理器控制下，放电电路对测蓄电池进行脉冲 放电；步骤二、微处理器通过输出端口 Pl发出控制信号给模/数转换器，放电电压信号 及放电过程中蓄电池电压变化信号传递给取样电路，经信号放大、模/数转换后传递给微 处理器；步骤三、微处理器经统计运算，得到蓄电池CCA值。步骤一中，微处理器的输出端口 PO产生频率为100Hz、占空比50%的矩形波电压， 该矩形波驱动场效应管Ql以相同的频率反复开通、断开；放电回路，随着场效应管Ql以相 同的频率反复开通、断开，以脉冲放电的形式对蓄电池放电。每次测量中，场效应管Ql栅极产生256个周期的矩形波，场效应管Ql开通、断开 各256次；测量点B和测量点L各产生256个矩形波。与现有技术相比，本发明的有益效果可以是本发明提供的蓄电池CCA值测量电路及方法，该测量电路体积小、重量轻；测量过 程中放电电流小，发热量小，可连续测量；测量后蓄电池电量损耗小，无需充电即可直接投 入正常使用。
图1是本发明蓄电池CCA值测量电路的原理框图。图2是本发明蓄电池CCA值测量电路图。图3是本发明蓄电池CCA值测量方法中的脉冲信号及采样示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
做进一步详细的说明，但不应以 此限制本发明的保护范围。请参阅图1和图2。图1是本发明蓄电池CCA值测量电路的原理框图。图2是本 发明蓄电池CCA值测量电路图。本发明蓄电池CCA值的测量电路，包括放电电路1、取样电 路2和微处理器3，待测蓄电池的正负极分别与所述的放电电路1相连，待测蓄电池的正极 同时与所述的取样电路2相连，连接部位为取样点B;所述的放电电路1与取样电路2相连， 连接部位为取样点L ；所述放电电路1的控制端与微处理器3的输出端口相连；所述的取样 电路2与微处理器3相连。放电电路1包括整流二极管D1、负载电阻R1、限流电阻R2、场效应管Q1，待测蓄电 池的正极与整流二极管Dl的阳极相连，整流二极管阴极连至负载电阻Rl的一端，该端同时 作为取样点L连接至取样电路2 ；负载电阻Rl的另一端连至场效应管Ql的漏极；场效应管 Ql的源极接地，同时与待测蓄电池负极相连；场效应管Ql的栅极串联限流电阻电阻R2之后连入微处理器3的输出端口 P0。从待测蓄电池正极、整流二极管D1、负载电阻R1、场效应 管Ql回到待测蓄电池负极，形成放电回路。取样电路2包括耦合电容Cl、信号放大电路21、模/数转换器22、分压电阻R3、R4; 所述的放电电路1的取样点L连接至分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端同时连接 到分压电阻R4的一端和模/数转换器22的一个输入端口 ；分压电阻R4的另一端接地；待 测蓄电池的正极与耦合电容Cl的一端相连，耦合电容Cl另一端连接到信号放大电路21，信 号放大电路21的输出端接入模/数转换器22的另一个输入端口 ；模/数转换器22的控制 端与微处理器3的输出端口 Pl相连，模/数转换器22的数据端口连接到微处理器3的输 入端口 P2。本发明蓄电池CCA值的测量方法，包括以下步骤步骤一、待测蓄电池接上之后，在微处理器控制下，放电电路对测蓄电池进行脉冲 放电；步骤二、微处理器通过输出端口 Pl发出控制信号给模/数转换器，放电电压信号 及放电过程中蓄电池电压变化信号传递给取样电路，经信号放大、模/数转换后传递给微 处理器；其中，放电电压信号即对应取样点L的电压，蓄电池电压变化信号即对应取样点B 的电压。步骤三、微处理器经统计运算，得到蓄电池CCA值。详细描述如下待测蓄电池接上之后，在微处理器3的输出端口 PO产生频率为100Hz、占空比 50%的矩形波电压，一次测量总共输出256个周期的矩形波。该矩形波驱动场效应管Ql以 相同的频率反复开通、断开。从待测蓄电池正(“ + ”)极、整流二极管D1、负载电阻R1、场效 应管Ql回到待测蓄电池负(“_”)极，形成放电回路，随着场效应管Ql以相同的频率反复 开通、断开，以脉冲放电的形式对电池放电。脉冲放电过程中取样点B、取样点L的电压随场效应管Ql以相同的频率反复开通、 断开而呈下降、上升波动。微处理器3通过输出端口 Pl控制模/数转换器22进行信号取样模数转换；并从 输入端口 P2得到转换的数据。一次测量，场效应管Ql栅极产生256个周期的矩形波，场效应管Ql开通、断开各 256次；测量点B和测量点L各产生256个矩形波。如图3所示。对测量点B的256个矩形波电压VB进行均勻采集，对其按0 255编号，每个高 电压周期i采集4个值VBHiQ、VBHn、VBHi2、VBHi3，每个低电压周期i采集4个值VBLi(1、VBLn、 VBLi2、VBLi3。对测量点L的256个矩形波电压VL进行均勻采集，对其按0 255编号，每个低 电压周期i采集4个值VLitl、VLil、VLi2、VLi3。微处理器3按照以下方法进行统计运算，得到蓄电池CCA值。(1)先求取VBH、VBL、VL的平均值
权利要求
1.一种蓄电池CCA值的测量电路，其特征在于包括放电电路(1)、取样电路( 和微处 理器(3)，待测蓄电池的正负极分别与所述的放电电路(1)相连，待测蓄电池的正极同时与 所述的取样电路( 相连，连接部位为取样点B ；所述的放电电路(1)与取样电路( 相连， 连接部位为取样点L ；所述放电电路(1)的控制端与微处理器C3)的输出端口相连；所述的 取样电路⑵与微处理器⑶相连。
2.根据权利要求1所述的蓄电池CCA值的测量电路，其特征在于所述的放电电路(1) 包括整流二极管D1、负载电阻R1、限流电阻R2、场效应管Q1，待测蓄电池的正极与整流二极 管Dl的阳极相连，整流二极管阴极连至负载电阻Rl的一端，该端同时作为取样点L连接至 取样电路2 ；负载电阻Rl的另一端连至场效应管Ql的漏极；场效应管Ql的源极接地，同时 与待测蓄电池负极相连；场效应管Ql的栅极串联限流电阻电阻R2之后连入微处理器3的 输出端口 P0。
3.根据权利要求1所述的蓄电池CCA值的测量电路，其特征在于所述的取样电路(2) 包括耦合电容Cl、信号放大电路(21)、模/数转换器(22)、分压电阻1 3、1 4;所述的放电电 路(1)的取样点L连接至分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端同时连接到分压电阻 R4的一端和模/数转换器0 的一个输入端口 ；分压电阻R4的另一端接地；待测蓄电池 的正极与耦合电容Cl的一端相连，耦合电容Cl另一端连接到信号放大电路(21)，信号放 大电路的输出端接入模/数转换器0 的另一个输入端口 ；模/数转换器0 的控 制端与微处理器(3)的输出端口 Pl相连，模/数转换器0 的数据端口连接到微处理器 (3)的输入端口 P2。
4.根据权利要求2所述的蓄电池CCA值的测量电路，其特征在于从待测蓄电池正极、整 流二极管D1、负载电阻R1、场效应管Ql回到待测蓄电池负极，形成放电回路。
5.根据权利要求4所述的蓄电池CCA值的测量方法，其特征在于脉冲放电过程中取样 点B、取样点L的电压随场效应管Ql以相同的频率反复开通、断开而呈下降、上升波动。
6.一种蓄电池CCA值的测量方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、待测蓄电池接上之后，在微处理器控制下，放电电路对测蓄电池进行脉冲放电；步骤二、微处理器通过输出端口 Pi发出控制信号给模/数转换器，放电电压信号及放 电过程中蓄电池电压变化信号传递给取样电路，经信号放大、模/数转换后传递给微处理 器；步骤三、微处理器经统计运算，得到蓄电池CCA值。
7.根据权利要求6所述的蓄电池CCA值的测量方法，其特征在于步骤一中，微处理器的 输出端口 PO产生频率为100Hz、占空比50%的矩形波电压，该矩形波驱动场效应管Ql以相 同的频率反复开通、断开；放电回路，随着场效应管Ql以相同的频率反复开通、断开，以脉 冲放电的形式对蓄电池放电。
8.根据权利要求6所述的蓄电池CCA值的测量方法，其特征在于每次测量中，场效应 管Ql栅极产生256个周期的矩形波，场效应管Ql开通、断开各256次；测量点B和测量点 L各产生256个矩形波。
全文摘要
本发明公开了一种蓄电池CCA值的测量电路及其测量方法，该测量电路包括放电电路、取样电路和微处理器，待测蓄电池的正负极分别与所述的放电电路相连，待测蓄电池的正极同时与所述的取样电路相连，连接部位为取样点B；所述的放电电路与取样电路相连，连接部位为取样点L；所述放电电路的控制端与微处理器的输出端口相连；所述的取样电路与微处理器相连。本发明提供的蓄电池CCA值测量电路及方法，该测量电路体积小、重量轻；测量过程中放电电流小，发热量小，可连续测量；测量后蓄电池电量损耗小，无需充电即可直接投入正常使用。
文档编号G01R31/36GK102043133SQ20101051053
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者宋晓勇, 曾祥绪, 计春雷 申请人:上海电机学院