一种用于电池管理系统调试的电池电压模拟器的制作方法

本发明涉及属于电压采集与测量技术的领域，尤其是涉及一种用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，支持USB供电。

背景技术：

在电池管理系统（BMS）的调试和测试中，如果采用真实的电池进行测试，则需要对电池进行充放电来调节电池电压，这样的测试效率很低，而且是对能源和时间的浪费。那么就需要一种可以调节电压的电池电压模拟器来代替真实的电池。

USB是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范。常见的的移动电子设备如手机、平板等绝大多数都采用USB接口作为充电接口，具有USB供电接口的设备触手可得，如手机充电器、平板电脑充电器、移动电源、计算机甚至是具有OTG功能的手机和平板电脑等。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，为了解决产品研发和调试阶段真实电池使用不方便的现象，实现电池电压信号连续调节的目的，支持USB供电，也可以采用5V直流电源供电，供电方式简便灵活，通过模拟电池电压信号的方式代替真实的电池，即节省了实验室的资源，又解决了使用电池时调节电压费时费力的现象，而且电池电压模拟器相当于一个容量无限大的电池，即起到对供电设备的保护作用，又能达到一定的降噪和稳压效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，包括USB供电线、USB接口电路、隔离电源模块、稳压模块及电压调节电路、输出接线端子和级联接线端子，所述的USB供电线与USB接口电路的输入端连接，所述的USB接口电路的输出端与隔离电源模块和级联接线端子的输入端连接，所述的隔离电源模块的输出端与稳压模块及电压调节电路的输入端连接，所述稳压模块及电压调节电路的输出端与输出接线端子的输入端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的USB接口电路包括电源输入接线端子、保险丝、第二电阻和发光二极管，所述的电源输入接线端子和级联接线端子上均设置有1脚和2脚，所述的保险丝的一端与电源输入线端子的2脚连接，所述的第二电阻和发光二极管连接在保险丝的另一端和和级联接线端子的1脚之间。

在本发明一个较佳实施例中，所述的保险丝采用自恢复型保险丝。

在本发明一个较佳实施例中，所述的隔离电源模块采用DC-DC隔离电源。

在本发明一个较佳实施例中，所述的稳压模块及电压调节电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和集成电路，所述的集成电路采用三端可调节稳压集成电路，包括输入端、输出端和接地端，所述的第一电容和第二电容分别连接至集成电路的输入端，所述的第三电容和第四电容分别连接至集成电路输出端，所述的第一二极管、第一电阻和第五电容与集成电路的输入端连接，所述的第二二极管连接在集成电路的输出端和接地端之间，所述的第三电阻、第四电阻和第五电阻与集成电路的接地端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容均采用滤波电容。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第三电阻采用可调电位器

本发明的有益效果是：本发明的用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，为了解决产品研发和调试阶段真实电池使用不方便的现象，实现电池电压信号连续调节的目的，支持USB供电，也可以采用5V直流电源供电，供电方式简便灵活，通过模拟电池电压信号的方式代替真实的电池，即节省了实验室的资源，又解决了使用电池时调节电压费时费力的现象，而且电池电压模拟器相当于一个容量无限大的电池，即起到对供电设备的保护作用，又能达到一定的降噪和稳压效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，其中：

图1是本发明用于电池管理系统调试的电池电压模拟器的一较佳实施例的结构框图；

图2是图1的电气原理图；

附图中的标记为: P1、电源输入接线端子，P2、输出接线端子，P3、级联接线端子，F1、保险丝，C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、第四电容，C5、第五电容，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、发光二极管，R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻，R5、第五电阻，U1、DC-DC隔离电源，U2、集成电路。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，包括USB供电线、USB接口电路、隔离电源模块、稳压模块及电压调节电路、输出接线端子P2和级联接线端子P3，所述的USB供电线与USB接口电路的输入端连接，所述的USB接口电路的输出端与隔离电源模块和级联接线端子P3的输入端连接，所述的隔离电源模块的输出端与稳压模块及电压调节电路的输入端连接，所述稳压模块及电压调节电路的输出端与输出接线端子P2的输入端连接。

如图2所示，所述的USB接口电路包括电源输入接线端子P1、保险丝F1、第二电阻R2和发光二极管D3，所述的电源输入接线端子和级联接线端子上均设置有1脚和2脚，所述的保险丝F1的一端与电源输入线端子P1的2脚连接，所述的第二电阻R2和发光二极管D3连接在保险丝F1的另一端和和级联接线端子P3的1脚之间。其中，所述的保险丝F1采用自恢复型保险丝，起到短路保护的功能，并采用一个发光二级管D3作为电源指示灯。

USB接口电路同时具有级联接线端子用于本模块级联时使用，在使用多个本模块级联模拟电池组时仅需1个USB接口供电即可；

USB供电线提供的5V直流电源通过隔离电源模块，即将输入电压转换至所需的直流电压。所述的隔离电源模块采用DC-DC隔离电源U1，采用DC-DC隔离电源U1将外部输入的5VDC电压转换至后级需要的直流电压，起到电气隔离的作用，从而达到模拟器级联的条件，同时保护外部供电设备的安全。

如图2所示，所述的稳压模块及电压调节电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和集成电路U2，所述的集成电路U2采用三端可调节稳压集成电路，包括输入端Vin、输出端Vout和接地端Vodi，所述的第一电容C1和第二电容C2分别连接至集成电路U2的输入端Vin，所述的第三电容C3和第四电容C4分别连接至集成电路U2输出端Vout，所述的第一二极管D1、第一电阻R1和第五电容R5与集成电路U2的输入端Vin连接，所述的第二二极管D2连接在集成电路U2的输出端Vout和接地端Vodi之间，所述的第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5与集成电路U2的接地端Vodi连接。

其中，集成电路U2为三端可调节稳压集成电路，第三电阻R3为可调电位器，集成电路U2输出端Vout输出的电压即为电池电压信号，由第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第二二极管D2构成了集成电路U2的电压调节电路，通过调节第三电阻R3即可调节输出电压，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5为滤波电容，第一二极管D1的作用是当集成电路U2的输出端Vout输出的电压高于输入电压时的放电二极管，起到保护U2集成电路的目的。

由稳压模块及电压调节电路将隔离电源模块输出的直流电压进行调压、稳压及滤波处理，得到稳定的直流电压，即为模拟的电池电压。

本发明提供的用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，具有如下优点：

1、通过模拟电池电压信号的方式代替真实的电池，即节省了实验室的资源，又解决了使用电池时调节电压费时费力的现象，而且电池电压模拟器相当于一个容量无限大的电池；

2、支持USB供电，也可以采用5V直流电源供电，供电方式简便灵活；

3、支持级联，可以通过多个模块组成电池组模拟器，仅需1个USB供电接口；

4、采用电源隔离模块与供电设备进行电气隔离，即起到对供电设备的保护作用，又能达到一定的降噪和稳压效果。

综上所述，本发明的用于电池管理系统调试的电池电压模拟器，为了解决产品研发和调试阶段真实电池使用不方便的现象，实现电池电压信号连续调节的目的，支持USB供电，也可以采用5V直流电源供电，供电方式简便灵活，通过模拟电池电压信号的方式代替真实的电池，即节省了实验室的资源，又解决了使用电池时调节电压费时费力的现象，而且电池电压模拟器相当于一个容量无限大的电池，即起到对供电设备的保护作用，又能达到一定的降噪和稳压效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。