一种可实现高精度、高速率、高稳定性的电池检测电路的制作方法

本实用新型涉及可实现高精度、高速率、高稳定性的电池检测电路。

背景技术：

随着市场对手机电池功能需求越来越强劲，智能电池代替普通电池最终得到了市场的持续青睐，而智能电池的检测包括通讯检测与普通功能检测，通讯检测采用通讯盒子，而普通功能检测采用普通精度的电池检测仪，一个智能电池功能的检测需要经过2个或者2个以上工序才能完成。

普通电池检测仪器的电路精度与功能逐渐不能满足智能电池的需要，测试设备的增加与工序的增加，大大提高了检测成本但检测效率不高，耗时又耗财。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种可实现高精度、高速率、高稳定性的电池检测电路。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：一种可实现高精度、高速率、高稳定性的电池检测电路，该电池检测电路包括：

一充电模块，与智能电池通过电路连接，其为智能电池充电检测时提供电流和电压，其包括前级电压电路和次级电压电路，所述前级电压电路输出连接前级控制IC的输出检测脚位，所述次级电压电路连接电压检测电路；

一放电模块，为智能电池带载时提供可调性负载，其电路中连接有压降电路，所述压降电路连接有第一差分放大器；

一电压检测模块，对电路输出电压或者外部输入电压进行采样，其输入端或输出端连接有第二差分放大器；

一电流检测模块，对电流进行采样，其电路中连接有检流电阻，该检流电阻通过电流产生压降，其连接有第三差分放大器，该第三差分放大器连接有整流电路。

进一步的，所述前级电压电路中连接有：

由电阻R302、电阻R103、电阻R282组成的电压反馈电路，所述电阻R302的一端连接MCU处理器U29的VOUT引脚，其另一端连接电阻R103、电阻R282，所述电阻R103的另一端接地，所述电阻R282的另一端连接比较器U6B的输出端；

由电阻R294、电容C214、电阻R247、电容C213组成的二阶滤波电路，所述电阻R294一端接入CHR-PWM接口，其另一端分别连接电阻R247、电容C214，所述电容214的另一端接地，所述电阻R247的另一端连接比较器U6B的正极输入端、电容C213，所述电容C213的另一端接地；

由电阻R282、电容C83组成的RC滤波电路；所述电阻R282连接电容C83，所述电容C83的另一端连接MCU处理器U29的VOUT引脚；

由电容C157、电容C156、电容C170、电容C171、电容C184和电容C185组成的滤波电路，所述电容C157、电容C156、电容C170、电容C171、电容C184和电容C185均为有极性电容，其并联连接，其正极端连接有电感器HC2LP-6R0，其负极端接地。

进一步的，所述次级电压电路中连接有由电阻R88、3个分别是10K值的排阻RT9组成的并联电路；在VOL-CON为L时，U6A的反向输入电压为1/2Vout+，此时电压量程值为5V，在VOL-CON为H时,U6A的反向输入电压为电阻R88与排阻RT9中的3个10K形成并联模式，然后在与排阻RT9Vout+输入10K电阻形成分压得到U6A的反向输出电压，此时电压量程值为5V。

进一步的，所述电压检测模块的第二差分放大器是由比较器U23与排阻RT1、排阻RT2、电阻R192、电阻R254组成的差分运算放大电路，所述电阻R192、电阻R254并联，其并联的一端接地，另一端连接排阻RT1；

所述排阻RT1的2个串阻和2个并联电阻之间的电路节点上连接比较器U23的正极输入端；

所述排阻RT2的2个串阻和2个并联电阻之间的电路节点上连接比较器U23的负极端，所述排阻RT2的的2个并联电阻之间的节点上连接所述比较器U23的输出端。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型电池检测电路实现智能电池的通讯与普通功能检测能在同一块电路板上进行，满足智能电池对各项参数精度要求的同时，提高智能电池的检测效率，做到省时高效。

附图说明

图1为本实用新型电池检测电路原理框图；

图2为本实用新型充电模块电路图；

图3为图2中的A部放大图；

图4为图2中的B部放大图；

图5为图2中的C部放大图；

图6为图2中的D部放大图；

图7为图2中的E部放大图；

图8为本实用新型次级电压输出模块电路图；

图9为本实用新型电压检测模块电路图；

图10为图9中的F部放大图；

图11为图9中的G部放大图；

图12为本实用新型电流检测模块电路图；

图13为图12中的H部放大图；

图14为图12中的I部放大图；

图15为本实用新型同向输入负反馈电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：

请参照附图1-15，本实用新型的一种可实现高精度、高速率、高稳定性的电池检测电路，该电池检测电路包括：

一充电模块100，与智能电池通过电路连接，其为智能电池充电检测时提供电流和电压，其包括前级电压电路和次级电压电路，所述前级电压电路输出连接前级控制IC的输出检测脚位，所述次级电压电路连接电压检测电路；

一放电模块200，为智能电池带载时提供可调性负载，其电路中连接有压降电路，所述压降电路连接有第一差分放大器；

一电压检测模块300，对电路输出电压或者外部输入电压进行采样，其输入端或输出端连接有第二差分放大器；

一电流检测模块400，对电流进行采样，其电路中连接有检流电阻，该检流电阻通过电流产生压降，其连接有第三差分放大器，该第三差分放大器连接有整流电路。

本实施例的一种优选技术方案：所述前级电压电路中连接有：

由电阻R302、电阻R103、电阻R282组成的电压反馈电路，所述电阻R302的一端连接MCU处理器U29的VOUT引脚，其另一端连接电阻R103、电阻R282，所述电阻R103的另一端接地，所述电阻R282的另一端连接比较器U6B的输出端；

由电阻R294、电容C214、电阻R247、电容C213组成的二阶滤波电路，所述电阻R294一端接入CHR-PWM接口，其另一端分别连接电阻R247、电容C214，所述电容214的另一端接地，所述电阻R247的另一端连接比较器U6B的正极输入端、电容C213，所述电容C213的另一端接地；

由电阻R282、电容C83组成的RC滤波电路；所述电阻R282连接电容C83，所述电容C83的另一端连接MCU处理器U29的VOUT引脚；

由电容C157、电容C156、电容C170、电容C171、电容C184和电容C185组成的滤波电路，所述电容C157、电容C156、电容C170、电容C171、电容C184和电容C185均为有极性电容，其并联连接，其正极端连接有电感器HC2LP-6R0，其负极端接地。

本实施例的一种优选技术方案：所述次级电压电路中连接有由电阻R88、3个分别是10K值的排阻RT9组成的并联电路；在VOL-CON为L时，U6A的反向输入电压为1/2Vout+，此时电压量程值为5V，在VOL-CON为H时,U6A的反向输入电压为电阻R88与排阻RT9中的3个10K形成并联模式，然后在与排阻RT9Vout+输入10K电阻形成分压得到U6A的反向输出电压，此时电压量程值为5V。

本实施例的一种优选技术方案：所述电压检测模块的第二差分放大器是由比较器U23与排阻RT1、排阻RT2、电阻R192、电阻R254组成的差分运算放大电路，所述电阻R192、电阻R254并联，其并联的一端接地，另一端连接排阻RT1；

所述排阻RT1的2个串阻和2个并联电阻之间的电路节点上连接比较器U23的正极输入端；

所述排阻RT2的2个串阻和2个并联电阻之间的电路节点上连接比较器U23的负极端，所述排阻RT2的的2个并联电阻之间的节点上连接所述比较器U23的输出端。

实施例2：

如图1-2，本实用新型的MCU处理器U29的芯片型号是LM5116MH，其是一个同步降压控制器,从高电压降压稳压器的广泛不同的应用程序或输入电源，该MCU处理器U29连接有稳压器U32，该稳压器U32的型号为MC78M12。

如图1所示，MCU处理模块即为上述的MCU处理器U29，其通过AD转换模块分别连接有电压采样电路、电流采样电路、内阻采样电路、电阻采样电路，其通过IIC通讯模块分别连接1.8V通讯模块、3.3V通讯模块。

如图2-7所示的充电模块，智能电池充电功能检测时提供电流与电压；采用充电前级电压与后级电压两部设计，前级电压输出控制采用IO输出与电压反馈共同作用在前级控制IC的输出检测脚位，以便得到所需要的前级电压。后级电压采用输出实时电压检测反馈来控制。

如图8所示的放电模块，该放电模块对智能电池带载时提供可调性负载；电流通过检流电阻会产生压降，此压降通过差分放大器得到Vout，Vout＝AVin(A为放大增益，这里的A一般大于1)，Vout在与输入的基准Vdac值经过积分电路得到Vgs，(Vout-Vdac)/R＝dQ/dt＝C*d(Vdac-Vgs)/dt，所以(Vadc-Vgs)(t)＝-1/(RC)∫(Vout-Vdac)dt.用Vgs去调控负载MOSF的导通与切断。前级电压输出利用5116的8脚特性，当8(FB)脚通过由R302，R103，R282组成的电压反馈网络控制，正常8脚在电平为1.215V时保持模块输出恒压。在IO(CHR-PWM)输出为0的时候，此时前级电压模块输出Vmax值，1.215＝Vmax(1.3/(1.3+10))。在IO(Vpwm)输出控制时，此时电路就处于输出可调控状态，输出电压Vpce，1.215＝(1/2)Vpwm+Vpce(1.3/(1.3+10))。

如图9-11的电压检测模块，该电压检测模块对电路输出电压或者外部输入电压进行采样；外部输入电压或者本身硬件输出电压Vin1通过差分放大器得到Vout1，Vout1＝A1Vin1(A1为放大增益，这里的A1一般小于1)，Vout1经过差分放大器得到VOL-ADC，VOL-ADC＝A2Vout1(A2为放大增益，且A2不唯一，有2个值)，通过对A2进行不同取值电路的切换从而达到对采集电压的分档，不同范围值电压采用不同档位的A2值，从而得到相应的VOL-ADC，这样大大提高了不同范围的电压检测精度。

如图12-14所示的电流检测模块，对电流进行采样；大功率低温漂效应的检流电阻通过电流产生压降Vin2，Vin2经过差分放大器得到Vout2，Vout2＝A3Vin2,(A3为放大增益，这里的A1一般大于1)，此时得到的Vout2有正负值，在经过高精度整流电路把负值部分按1倍的关系整流为正值，得到Vout3，Vout3经过差分放大器得到CUR-ADC，CUR-ADC＝A4Vout3(A4为放大增益，且A4不唯一，有2个值)，通过对A4进行不同取值电路的切换从而达到对采集电压的分档，不同范围值电压采用不同档位的A4值，从而得到相应的CUR-ADC，这样大大提高了不同范围的电压检测精度。

如图15所示的同向输入负反馈电路，测量电压通过由U23与排阻RT1，排阻RT2，排阻R192，电阻R254组成的差分运算放大电路，此电路放大A＝50/200＝1/4，通过排阻RT1，RT2本身温漂效应的一致性，可以有效控制放大系数的稳定性。U23输出电压Vout＝1/4{(PR+VIN)-(PR-VIN)}，经过RT3排阻的分压器，得到下级输入电压1/8{(PR+VIN)-(PR-VIN)}。后级电路为有U24与RT4，Q23组成的同相输入负反馈放大电路。Q23的关闭时，电路即为相位跟随器，输入输出电压等于输入电压，应对20V量程。Q23导通时，电路即为同相输入负反馈放大电路，放大系数A＝4，应对5V量程。同理通过排阻RT4本身温漂效应的一致性，可以有效控制放大系数的稳定性。U8A与D4、VREF0组成一个钳位电路，当VOL-ADC值大于VREF0时，U8A的1脚输出低电平，此时D4导通，以保证输入AD芯片点位不会超过2.5V。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。