一种服务器蓄电池测试装置的制作方法

本实用新型涉及蓄电池领域，尤其涉及一种服务器蓄电池测试装置。

背景技术：

服务器对数据的安全性要求较高，比如存储服务器，业界的存储服务器产品一般都要求带有电池模块，比如电池或超级电容一类的供电设备，目的在于防止外部电源突然断电后数据丢失。如此，当外部电源异常掉电时，电池能够支持系统内的主要器件将数据保存到磁盘中，所以电池是存储服务器产品上不可或缺的部件，需要定期检查电池的健康状态，而蓄电池内阻是体现电池性能的重要参数之一，通过研究发现，蓄电池容量和健康状态与内阻有着密切的关系，因此通过内阻的变化，实现对蓄电池的在线监测是目前公认的蓄电池维护的最佳方案之一。蓄电池的内阻一般都很小，只有几十毫欧甚至几毫欧。市面上的蓄电池内阻测试仪价格比较贵而且都是针对专门做蓄电池厂家定制，这种蓄电池内阻测试仪对于一般企业来说无疑是大材小用，因此，本实用新型提供一种结构简单、成本低，并且可以测量毫欧级电池内阻的测试装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种结构简单、成本低，并且可以测量毫欧级电池内阻的测试装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种服务器蓄电池测试装置，其包括恒流源、信号发生器、被测电池、电源和单片机，还包括运算放大器、运算放大器输入保护电路、ac/dc转换电路和环形滤波电路；

电源、恒流源、信号发生器、被测电池、运算放大器输入保护电路、运算放大器、ac/dc转换电路、环形滤波电路和单片机顺次串联。

在以上技术方案的基础上，优选的，信号发生器包括555芯片、电阻r2、电阻r3、电容c2、电容c3、有极性电容c4和有极性电容c5；

555芯片的trig引脚通过电容c2接地，555芯片的trig引脚与其thr引脚电性连接，555芯片的out引脚与电阻r3的一端电性连接，电阻r3的另一端与有极性电容c4的正极电性连接，有极性电容c4的负极与有极性电容c5的负极电性连接，有极性电容c5的正极与被测电池的正极电性连接，被测电池的负极接地，电阻r2的一端分别与555芯片的trig引脚和电容c2的一端电性连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端电性连接，555芯片的ctrl引脚通过电容c3接地，555芯片的rst引脚与有极性电容c1的正极电性连接，555芯片的vcc引脚与有极性电容c1的正极电性连接，有极性电容c1的负极接地。

进一步优选的，恒流源包括lm317稳压器和电阻r1；

lm317的out引脚通过电阻r1与其in引脚电性连接，lm317的in引脚与有极性电容c1的正极电性连接，lm317的adj引脚与电源电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，运算放大器输入保护电路包括电阻r4-r6、二极管d1-d4、电容c6和有极性电容c7；

电阻r4的一端与被测电池的正极电性连接，电阻r4的另一端分别与电容c6的一端、二极管d1的正极和二极管d2的负极电性连接，二极管d1的负极和二极管d2的正极均与电容c6的另一端电性连接，电容c6的另一端分别与电阻r5的一端、二极管d3的正极和二极管d4的负极电性连接，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端和有极性电容c7的正极电性连接，二极管d3的负极和二极管d4的正极均与有极性电容c7的负极电性连接，电阻r6的另一端与被测电池的负极电性连接。

进一步优选的，运算放大器包括运放tl062、有极性电容c8、电容c9和电阻r7；

tl062的5引脚与二极管d2的正极和二极管d4的负极电性连接，tl062的6引脚分别与电容c9的一端、电阻r7的一端和有极性电容c8的负极电性连接，有极性电容c8的正极与二极管d4的正极电性连接，电容c9的另一端和电阻r7的另一端分别与tl062的7引脚电性连接。

进一步优选的，ac/dc转换电路包括电阻r8-r10、可调电阻r13、有极性电容c10和二极管d5-d6；

有极性电容c10的负极与tl062的7引脚电性连接，有极性电容c10的正极分别与二极管d5的负极和二极管d6的正极电性连接，二极管d5的正极与电阻r8的一端电性连接，电阻r8的另一端分别与有极性电容c8的正极和电阻r10的一端电性连接，二极管d6的负极与电阻r9的一端电性连接，电阻r9的另一端与电阻r10的一端电性连接，电阻r10的另一端与可调电阻r13的一端电性连接，可调电阻r13的另一端与被测电池的负极电性连接。

进一步优选的，环形滤波电路包括电阻r11、电阻r12、有极性电容c11和电容c12；

电阻r11的一端分别与二极管d6的负极和电阻r9的一端电性连接，电阻r11的另一端分别与电阻r12的一端和有极性电容c11的正极电性连接，电阻r12的另一端与电容c12的一端电性连接，电容c12的另一端和有极性电容c11的负极分别与被测电池的负极电性连接。

进一步优选的，单片机为icl7106；

icl7106的in+引脚与电阻r12的另一端电性连接，icl7106的in-和com引脚分别与电容c12的另一端电性连接。

本实用新型的一种服务器蓄电池测试装置相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置555芯片产生1千赫兹的方波，为被测电池提供恒定电流，使得测量结果更精确；

(2)通过设置运算放大器输入端保护电路，可以防止输入至运算放大器的信号超过规定值，进而损坏运算放大器，间接提高测量的精度；

(3)通过设置555芯片产生用于测量被测电池内阻的恒定电流以及通过运算放大器将被测电池采集到的电压信号进行放大、滤波处理，使得电压信号更稳定，测量结果更精确；

(4)通过采用包含31/2位双积分型a/d转换器的icl7106，可以不需要a/d转换电路将模拟信号转换成数字信号，能直接驱动共阳极led数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，节约成本，icl7106输入阻抗高，对输入信号无衰减作用，噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长；

(5)整个装置可以检测服务器内置电源毫欧级内阻，进而判断服务器电源的健康状态，并且结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型一种服务器蓄电池测试装置的结构图；

图2为本实用新型一种服务器蓄电池测试装置的信号发生器和恒流源的电路图；

图3为本实用新型一种服务器蓄电池测试装置中运算放大器输入保护电路、运算放大器、ac/dc转换电路、环形滤波电路和单片机的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种服务器蓄电池测试装置，其包括顺次串联的电源、恒流源、信号发生器、被测电池、运算放大器输入保护电路、运算放大器、ac/dc转换电路、环形滤波电路和单片机。

恒流源，为信号发生器提供稳定的直流恒流电源。在本实施例中，恒流源包括lm317稳压器和电阻r1；具体的，lm317的out引脚通过电阻r1与其in引脚电性连接，lm317的in引脚与有极性电容c1的正极电性连接，lm317的adj引脚与电源电性连接，lm317供电电流为50ma，电源为12v的电源。

信号发生器，产生1千赫兹的方波。在本实施例中，如图2所示，信号发生器包括：555芯片、电阻r2、电阻r3、电容c2、电容c3、有极性电容c4和有极性电容c5；具体的，555芯片的trig引脚通过电容c2接地，555芯片的trig引脚与其thr引脚电性连接，555芯片的out引脚与电阻r3的一端电性连接，电阻r3的另一端与有极性电容c4的正极电性连接，有极性电容c4的负极与有极性电容c5的负极电性连接，有极性电容c5的正极与被测电池的正极电性连接，被测电池的负极接地，电阻r2的一端分别与555芯片的trig引脚和电容c2的一端电性连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端电性连接，555芯片的ctrl引脚通过电容c3接地，555芯片的rst引脚与有极性电容c1的正极电性连接，555芯片的vcc引脚与有极性电容c1的正极电性连接，有极性电容c1的负极接地。其中，电容c2和电阻r3为定时电容和定时电阻；电阻r2集成在555芯片的out引脚上，即节约元件又使得占空比为50％；555芯片的out引脚信号经过电阻r3、有极性电容c4和有极性电容c5向被测电池注入恒定的交流电流，交流电流值为200ma，测量被测电池两端的压降，根据测得的电压值得知被测电池的内阻，例如，若测的电压为10mv，则被测电阻的内阻为100毫欧，在测量过程中，555芯片的vcc引脚电压会随着被测电池内阻的大小而变化，使得被测电池上得到恒定的电流。

运算放大器，将被测电池上采集到的交流信号放大。运算放大器输入保护电路，防止运算放大器的输入端出现过电压而影响运算放大器的输入端。在本实施例中，如图3所示，运算放大器输入保护电路包括电阻r4-r6、二极管d1-d4、电容c6和有极性电容c7；具体的，电阻r4的一端与被测电池的正极电性连接，电阻r4的另一端分别与电容c6的一端、二极管d1的正极和二极管d2的负极电性连接，二极管d1的负极和二极管d2的正极均与电容c6的另一端电性连接，电容c6的另一端分别与电阻r5的一端、二极管d3的正极和二极管d4的负极电性连接，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端和有极性电容c7的正极电性连接，二极管d3的负极和二极管d4的正极均与有极性电容c7的负极电性连接，电阻r6的另一端与被测电池的负极电性连接。其中，c8为输入电容。d1、d2是c8的阻尼二极管，它可以防止c8两端出现过电压而影响放大器的输入端；r5是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。d3、d4互为反向连接，称为钳位二极管，起“守门”作用，防止输入至运算放大器的信号超过规定值；电阻r6是分压电阻。

在本实施例中，如图3所示，运算放大器包括运放tl062、有极性电容c8、电容c9和电阻r7；具体的，tl062的5引脚与二极管d2的正极和二极管d4的负极电性连接，tl062的6引脚分别与电容c9的一端、电阻r7的一端和有极性电容c8的负极电性连接，有极性电容c8的正极与二极管d4的正极电性连接，电容c9的另一端和电阻r7的另一端分别与tl062的7引脚电性连接。其中，tl062完成对交流信号的放大，输入至单片机的信号经有极性电容c8反馈到tl062的反相输入端，以改善检波器的整流特性。有极性电容c7和有极性电容c7的电容量及质量直接影响着放大器的频率响应，有极性电容c7对高频部分影响较大，有极性电容c7对低频部分影响较大；电容c9和电阻r7抑制或消除电路自励。

ac/dc转换电路，将交流转变成直流。在本实施例中，如图3所示，ac/dc转换电路包括电阻r8-r10、可调电阻r13、有极性电容c10和二极管d5-d6；具体的，有极性电容c10的负极与tl062的7引脚电性连接，有极性电容c10的正极分别与二极管d5的负极和二极管d6的正极电性连接，二极管d5的正极与电阻r8的一端电性连接，电阻r8的另一端分别与有极性电容c8的正极和电阻r10的一端电性连接，二极管d6的负极与电阻r9的一端电性连接，电阻r9的另一端与电阻r10的一端电性连接，电阻r10的另一端与可调电阻r13的一端电性连接，可调电阻r13的另一端与被测电池的负极电性连接。其中，tl062放大后的信号经有极性电容c10加到二极管d5、d6上，信号的负半周通过d5，正半周通过d6，完成对交流信号的全波整流；在r10、r13上提取部分信号输入至单片机的输入端in+。

环形滤波电路，滤除放大后信号中的杂波干扰。在本实施例中，如图3所示，环形滤波电路包括电阻r11、电阻r12、有极性电容c11和电容c12；具体的，电阻r11的一端分别与二极管d6的负极和电阻r9的一端电性连接，电阻r11的另一端分别与电阻r12的一端和有极性电容c11的正极电性连接，电阻r12的另一端与电容c12的一端电性连接，电容c12的另一端和有极性电容c11的负极分别与被测电池的负极电性连接。

在本实施例中单片机为icl7106；icl7106包含31/2位双积分型a/d转换器；能直接驱动共阳极led数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，输入阻抗高，对输入信号无衰减作用；噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长；因此，本实施例还可以增加led显示器，用于显示测量结果。在本实施例中，icl7106的in+引脚与电阻r12的另一端电性连接，icl7106的in-和com引脚分别与电容c12的另一端电性连接。

本实用新型的工作原理是：恒流源提供恒流电流给555芯片，555芯片产生1千赫兹的交流电给被测电池的内阻，即被测电池上的电流为100ma，采集被测电池上的压降，通过压降值与电流值换算出被测电池的内阻。在本实施例中，通过运算放大器将被测电池上的交流信号放大后，经ac/dc转换电路将交流转变成直流，再经过环形滤波电路滤波后，输入到icl7106中，icl7106中自带的a/d转换器将模拟信号转换成数字信号，将测得的电压降与电流值得出被测电池的内阻。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。