专利名称：一种锂电池保护板过流值检测模块及其检测方法
技术领域：
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池保护板过流值检测模块及其检测方法。
背景技术：
目前，锂电池保护板在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值 (一般士20mV)，实现电池组各单体电池的均衡，有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态，保护并延长电池使用寿命。欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。锂电池保护板的过流门槛值对于产品的可靠性、一致性有较大影响，存在以下缺陷1、产品一致性差， 影响系统可靠性；2、过流门槛值偏低的会导致系统误操作，偏高会导致系统保护功能减弱； 现有手段是通过电子负载，设定恒流值来测试，需要不断改变设定值来估测准确的过流值， 效率很低，降低了生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种锂电池保护板过流值检测模块及其检测方法，以达到准确测试锂电池保护板过流门槛值的目的。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种锂电池保护板过流值检测模块， 包括输入阻抗模块、信号调制放大模块、采样保持模块、输出驱动模块、主控制模块、上位机、锂电池保护板和恒流控制模块，所述的主控制模块的输出端分别与采样保持模块以及恒流控制模块相连接，所述的采样保持模块的输入端与信号调制放大模块的输出端连接， 采样保持模块的输出端与输出驱动模块连接，所述的输出驱动模块与主控制模块连接，所述的主控制模块与上位机相连接，所述的恒流控制模块通过输入阻抗模块与信号调制放大模块的输入端相连接，所述的恒流控制模块与锂电池保护板相连接；所述的恒流控制模块，用于根据主控制模块发出脉冲信号控制场效应管，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过取样电阻将电流值转化为电压信号；所述的输入阻抗模块，用于将输入信号与信号调制放大模块隔离开；所述的信号调制放大模块，用于将输入电压信号放大；所述的采样保持模块，用于将放大的输入电压信号给电容充放电，保持电压；所述的输出驱动模块，用于提高输入阻抗；所述的主控制模块，用于当锂电池保护板过流保护，断开回路时，读取信号并计算锂电池保护板的过流值，显示于上位机上。所述的主控制模块采用微处理器MCU，其芯片型号为STM32F103VET6。所述的恒流控制模块包括依次连接的功率电感Li、场效应管Ql和检流电阻R1，场效应管Ql的栅极与微处理器MCU输出端连接，漏极与检流电阻Rl连接，源极与电感Ll连接，所述的锂电池保护板一端依次通过取样电阻R2、开关Sl与电感Ll连接，锂电池保护板另一端通过负载与检流电阻Rl相连接。所述的采样保持模块包括电容Cl、按键开关S2、场效应管Q2，所述的电容Cl 一端与信号调制放大模块的运算放大器输出端连接，电容Cl另一端接地，所述的按键开关S2 — 端通过电阻R3与运算放大器输出端接，另一端接地，所述的场效应管Q2的栅极接地，漏极通过电阻R4与运算放大器输出端连接，源极通过电阻R5与微处理器MCU输出端连接。一种锂电池保护板过流值检测模块的检测方法，该方法包括以下步骤a)上位机设置电流测试范围，启动系统；b)主控制模块发出脉冲信号控制场效应管，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过提高脉宽调制占空比，电流值逐渐增大，通过取样电阻将电流值转化为电压信号；c)信号调制放大模块将输入电压信号放大，给采样保持模块中电容充电，保持电压，电流在不断变大过程中，记录下最大值，直至锂电池保护板过流保护，断开回路，微处理器MCU读取信号，并计算出锂电池保护板的过流值，反馈到上位机并显示；d)将采样保持模块中电容放电。本发明采用上述结构和方法，具有以下优点1、能够准确测试锂电池保护板过流门槛值；2、进行全数字化设计，且设计了人机界面，提高了可操作性；3、提高产品生产效率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明；图1为本发明的逻辑结构框图；图2为本发明的电路结构图；在图1 图2中，1、输入阻抗模块；2、信号调制放大模块；3、采样保持模块；4、输出驱动模块；5、主控制模块；6、上位机；7、锂电池保护板；8、恒流控制模块；9、负载。
具体实施例方式如图1 图2所示一种锂电池保护板过流值检测模块，包括输入阻抗模块1、信号调制放大模块2、采样保持模块3、输出驱动模块4、主控制模块5、上位机6、锂电池保护板7 和恒流控制模块8，主控制模块5采用微处理器MCU，其芯片型号为STM32F103VET6。主控制模块5的输出端分别与采样保持模块3以及恒流控制模块8相连接，采样保持模块3的输入端与信号调制放大模块2的输出端连接，采样保持模块3的输出端与输出驱动模块4连接，输出驱动模块4与主控制模块5连接，主控制模块5与上位机6相连接，恒流控制模块8 通过输入阻抗模块1与信号调制放大模块2的输入端相连接，恒流控制模块8与锂电池保护板7相连接；恒流控制模块8，用于根据主控制模块发出脉冲信号控制场效应管，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过取样电阻将电流值转化为电压信号；输入阻抗模块1，用于将输入信号与信号调制放大模块隔离开；信号调制放大模块2，用于将输入电压信号放大；采样保持模块3，用于将放大的输入电压信号给电容充放电，保持电压；输出驱动模块4，用于提高输入阻抗；
主控制模块5，用于当锂电池保护板过流保护，断开回路时，读取信号并计算锂电池保护板的过流值，显示于上位机上。恒流控制模块8包括依次连接的功率电感Li、场效应管Ql和检流电阻R1，场效应管Ql的栅极与微处理器MCU输出端连接，漏极与检流电阻Rl连接，源极与电感Ll连接，所述的锂电池保护板一端依次通过取样电阻R2、开关Sl与电感Ll连接，锂电池保护板另一端通过负载9与检流电阻Rl相连接。采样保持模块3包括电容Cl、按键开关S2、场效应管Q2，所述的电容Cl 一端与信号调制放大模块的运算放大器输出端连接，电容Cl另一端接地，所述的按键开关S2—端通过电阻R3与运算放大器输出端接，另一端接地，所述的场效应管Q2的栅极接地，漏极通过电阻R4与运算放大器输出端连接，源极通过电阻R5与微处理器MCU输出端连接。信号调制放大模块2采用运算放大器，其反相输入端通过电阻R8与其输出端连接。输入阻抗模块 1也包括运算放大器，其输出端依次通过电阻R6、二极管、电阻R7与信号调制放大模块2的运算放大器的同相输入端连接，一种锂电池保护板过流值检测模块的检测方法，该方法包括以下步骤a)上位机设置电流测试范围，闭合回路开关Si，启动系统；b)主控制模块发出脉冲信号控制场效应管Q1，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过提高脉宽调制占空比，电流值逐渐增大，通过取样电阻R2将电流值转化为电压信号；经过输入阻抗模块把输入信号和后级电路隔离开来；c)信号调制放大模块将输入电压信号放大，可放大10倍，以便于后级电路信号处理。信号通过放大后给采样保持模块中电容Cl充电，保持电压，电流在不断变大过程中，记录下最大值，直至锂电池保护板过流保护，断开回路，微处理器MCU发现回路断开后，读取信号，并计算出锂电池保护板的过流值，反馈到上位机并显示；d)将采样保持模块中电容放电。可通过微处理模块MCU导通场效应管Q2，把电容 Cl的电放掉准备下一次测量，也可以使用手动按键开关S2给电容Cl放电。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种锂电池保护板过流值检测模块，其特征在于包括输入阻抗模块(1)、信号调制放大模块O)、采样保持模块(3)、输出驱动模块(4)、主控制模块(5)、上位机(6)、锂电池保护板(7)和恒流控制模块(8)，所述的主控制模块( 的输出端分别与采样保持模块(3) 以及恒流控制模块(8)相连接，所述的采样保持模块( 的输入端与信号调制放大模块(2) 的输出端连接，采样保持模块C3)的输出端与输出驱动模块(4)连接，所述的输出驱动模块 (4)与主控制模块( 连接，所述的主控制模块( 与上位机(6)相连接，所述的恒流控制模块(8)通过输入阻抗模块(1)与信号调制放大模块O)的输入端相连接，所述的恒流控制模块(8)与锂电池保护板(7)相连接；所述的恒流控制模块(8)，用于根据主控制模块发出脉冲信号控制场效应管，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过取样电阻将电流值转化为电压信号；所述的输入阻抗模块(1)，用于将输入信号与信号调制放大模块隔离开；所述的信号调制放大模块O)，用于将输入电压信号放大；所述的采样保持模块(3)，用于将放大的输入电压信号给电容充放电，保持电压；所述的输出驱动模块，用于提高输入阻抗；所述的主控制模块(5)，用于当锂电池保护板过流保护，断开回路时，读取信号并计算锂电池保护板的过流值，显示于上位机上。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池保护板过流值检测模块，其特征在于所述的主控制模块(5)采用微处理器(MCU)，其芯片型号为STM32F103VET6。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池保护板过流值检测模块，其特征在于所述的恒流控制模块(8)包括依次连接的功率电感(Li)、场效应管Oil)和检流电阻(Rl)，场效应管 (Ql)的栅极与微处理器(MCU)输出端连接，漏极与检流电阻(Rl)连接，源极与电感(Li)连接，所述的锂电池保护板一端依次通过取样电阻(R2)、开关(Si)与电感(Li)连接，锂电池保护板另一端通过负载(9)与检流电阻(Rl)相连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种锂电池保护板过流值检测模块，其特征在于所述的采样保持模块C3)包括电容(Cl)、按键开关(S2)、场效应管(Q2)，所述的电容(Cl) 一端与信号调制放大模块的运算放大器输出端连接，电容(Cl)另一端接地，所述的按键开关 (S2) 一端通过电阻0 )与运算放大器输出端接，另一端接地，所述的场效应管的栅极接地，漏极通过电阻(R4)与运算放大器输出端连接，源极通过电阻(肪)与微处理器(MCU) 输出端连接。
5.一种根据权利要求1所述的锂电池保护板过流值检测模块的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤a)上位机设置电流测试范围，启动系统；b)主控制模块发出脉冲信号控制场效应管，负反馈读取检测电阻形成恒流，通过提高脉宽调制占空比，电流值逐渐增大，通过取样电阻将电流值转化为电压信号；c)信号调制放大模块将输入电压信号放大，给采样保持模块中电容充电，保持电压， 电流在不断变大过程中，记录下最大值，直至锂电池保护板过流保护，断开回路，微处理器 (MCU)读取信号，并计算出锂电池保护板的过流值，反馈到上位机并显示；d)将采样保持模块中电容放电。
全文摘要
本发明公开了一种锂电池保护板过流值检测模块及其检测方法，包括输入阻抗模块、信号调制放大模块、采样保持模块、输出驱动模块、主控制模块、上位机、锂电池保护板和恒流控制模块，主控制模块的输出端分别与采样保持模块以及恒流控制模块相连接，采样保持模块的输入端与信号调制放大模块的输出端连接，采样保持模块的输出端与输出驱动模块连接，输出驱动模块与主控制模块连接，主控制模块与上位机相连接，恒流控制模块通过输入阻抗模块与信号调制放大模块的输入端相连接，恒流控制模块与锂电池保护板相连接。本发明具有以下优点1、能够准确测试锂电池保护板过流门槛值；2、进行全数字化设计，且设计了人机界面，提高了可操作性。
文档编号G01R19/165GK102435826SQ20111042292
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者徐嘉, 洪平, 阚宏林 申请人:芜湖天元汽车电子有限公司