具有抵消磁通的内阻检测设备的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种内阻检测设备领域，尤其涉及一种具有抵消磁通的内阻检测设备。

背景技术：

随着电池技术的发展，电池的性能也越来越强大。电池的内阻或者阻抗是一个影响电池性能的重要参数，目前使用的侧内阻方法主要是四线法。但是在使用四线法测量电池内阻时，由于检测回路会形成一定面积，当电流导线通有交变电流时会产生交变磁场，导致电压检测线回路中的磁通量也随之发生变化，从而产生感应电压，因此所测电压实际上是电池两端电压和电压检测线上的感应电压之和，导致电池内阻的检测结果存在一定误差。

由于实际使用中，电压检测线回路的面积是随机的，感应电压的频率和电流源频率一致，也无法通过选频滤波滤除干扰电压，因为电池内阻的数值非常小，因此感应电压的干扰会导致检测结果出现较大误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决由于实际使用中，电压检测线回路的面积是随机的，感应电压的频率和电流源频率一致，也无法通过选频滤波滤除干扰电压，因为电池内阻的数值非常小，因此感应电压的干扰会导致检测结果出现较大误差的不足而提供的一种新型的具有抵消磁通的内阻检测设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种具有抵消磁通的内阻检测设备，包括前置放大器模块、放大器模块、带通滤波器模块、跟随器模块、同相放大器模块、反相放大器模块、第一模拟开关模块、第二模拟开关模块、低通滤波器模块、直流放大器模块、ad转换器模块、光耦隔离模块、mcu模块、四阶低通滤波器模块、可调增益放大器模块、电压电流转换模块、电流源模块，所述前置放大器模块与所述放大器模块相连接，所述放大器模块与所述带通滤波器模块相连接，所述带通滤波器模块与所述跟随器模块相连接，所述跟随器模块分别与所述同相放大器模块、反相放大器模块相连接，所述同相放大器模块分别与所述第一模拟开关模块、第二模拟开关模块相连接，所述反相放大器模块分别与所述第一模拟开关模块、第二模拟开关模块相连接，所述第一模拟开关模块、第二模拟开关模块分别与所述低通滤波器模块相连接，所述低通滤波器模块与所述直流放大器模块相连接，所述直流放大器模块与所述ad转换器模块相连接，所述ad转换器模块通过所述光耦隔离模块与所述mcu模块相连接，所述第一模拟开关模块、第二模拟开关模块分别通过光耦隔离模块与所述mcu模块相连接；

所述mcu模块输出四路相位可调的同频率信号，在经过光耦隔离模块与四阶低通滤波器模块相连接，所述四阶低通滤波器模块与所述电压电流转换模块相连接，所述四阶低通滤波器模块与所述可调增益放大器模块相连接，所述电压电流转换模块与所述电流源相连接，所述可调增益放大器模块与所述电压电流转换模块相连接。

进一步地，所述mcu模块输出的其中一路相位可调的同频率的信号与产生的磁通信号相互抵消。

进一步地，所述前置放大器模块包括电容、电阻r58、电阻r62、电阻r59、三极管、运算放大器、电阻r63，若干个电容一端分别与所述电阻r58、电阻r62一端相连接，所述若干个电容另一端接参考地，所述电阻r58另一端与所述电容c47一端相连接，所述电阻r62另一端与所述电容c47一端相连接，所述电容c47一端与所述运算放大器负输入端相连接，所述电容c47另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电阻r58另一端与所述电阻r59一端相连接，所述电阻r59另一端与所述电容c47另一端相连接，所述三极管的集电极与所述运算放大器负输入端相连接，所述三极管的基极与所述三极管的发射极相连接，所述三极管的发射极与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r63一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电阻r63另一端与所述电容c54一端相连接，所述电容c54另一端接参考地，所述运算放大器的正电压输入端与所述电容c44及电容c45一端相连接，所述电容c44及电容c45另一端分别接参考地，所述运算放大器的负电压输入端与所述电容c55及电容c57一端相连接，所述电容c55及电容c57另一端分别接参考地。

进一步地，所述放大器模块包括电阻r60、电阻r61、运算放大器、电容、电阻r64，所述电阻r60一端与所述电阻r61一端相连接，所述电阻r60另一端接参考地，所述电阻r61另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述运算放大器负输入端与所述电阻r60、电阻r61相连接，所述电容一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r64一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r64另一端接参考地。

进一步地，所述四阶低通滤波器模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、第一运算放大器、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、第二运算放大器、电容，所述电阻r1一端与所述电阻r2一端相连接，所述电阻r1另一端接参考地，所述电阻r2另一端与所述第一运算放大器输出端相连接，所述第一运算放大器负输入端与所述电阻r1、电阻r2相连接，所述第一运算放大器正输入端与所述电阻r6一端相连接，所述电阻r6另一端与所述电阻r5一端相连接，所述电容c7一端与所述第一运算放大器正输入端相连接，所述电容c7另一端接参考地，所述第一运算放大器输出端与所述电容c6一端相连接，所述电容c6另一端与所述电阻r6一端相连接，所述第一运算放大器的正电压端与所述电容c1一端相连接，所述电容c1另一端接参考地，所述第一运算放大器的负电压端与所述电容c8一端相连接，所述电容c8另一端接参考地，所述电容c3一端与所述电阻r5一端相连接，所述电容c3另一端接参考地；

所述电阻r3一端与所述电阻r4一端相连接，所述电阻r3另一端接参考地，所述电阻r4另一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述第二运算放大器输出端与所述电阻r5另一端相连接，所述第二运算放大器负输入端与所述电阻r3、电阻r4相连接，所述第二运算放大器正输入端与所述电阻r8一端相连接，所述电阻r9一端与所述第二运算放大器正输入端相连接，所述电阻r9另一端接参考地，所述电容c2一端与所述第二运算放大器正输入端相连接，所述电容c2另一端与所述电阻r8一端相连接，所述电容c5一端与电容c2一端相连接，所述电容c5另一端接参考地，所述电阻r8另一端与所述电阻r7一端相连接，所述电容c4一端与所述电阻r7、电阻r8之间相连接，所述电容c4另一端接参考地。

进一步地，所述低通滤波器模块包括电阻r31、电阻r32、运算放大器、电容，所述电阻r31一端与所述电阻r32一端相连接，所述电阻r31另一端与所述模拟开关模块相连接，所述电阻r32另一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述运算放大器负输入端与所述运算放大器输出端相连接，所述电容c28一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电容c28另一端接参考地，所述电容c27一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电容c27另一端电阻r31、电阻r32之间相连接。

进一步地，所述滤波器模块包括第一运算放大器、电阻r34、电阻r40、电容、电阻r39、电阻r36、第二运算放大器、电阻r33、电阻r38、电阻r37、电阻r35，所述第一运算放大器正输入端与所述电阻r40一端相连接，所述电阻r40另一端接参考地，所述第一运算放大器负输入端与所述电阻r34一端相连接，所述电阻r34另一端与所述电容c31相连接，所述电容c31一端与所述第一运算放大器输出端相连接，所述电容c31另一端与所述电容c33一端相连接，所述电容c33另一端与所述第一运算放大器负输入端相连接，所述电阻r36一端与所述电容c33一端相连接，所述电阻r39一端与所述电阻r36一端相连接，所述电阻r39另一端接参考地，所述电阻r36另一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述第二运算放大器正输入端与所述电阻r38一端相连接，所述电阻r38另一端接参考地，所述电容c32一端与所述第二运算放大器负输入端相连接，所述电容c32另一端与所述电阻r35一端相连接，所述电阻r33一端与所述第二运算放大器负输入端相连接，所述电阻r33另一端与所述电容c30一端相连接，所述电容c30一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述电容c30另一端与所述电容c32另一端相连接，所述电阻r37一端与所述电阻r35一端相连接，所述电阻r37另一端接参考地，所述第二运算放大器的正电压输入端与所述电容c29一端相连接，所述电容c29另一端接参考地，所述第二运算放大器的负电压输入端与所述电容c34一端相连接，所述电容c34另一端接参考地。

进一步地，所述可调增益放大器模块包括电阻r50、电阻rv1、电阻r51、运算放大器、电阻r52、电容，所述电阻r50一端与所述电阻rv1一端相连接，所述电阻r50另一端接参考地，所述电阻rv1另一端与所述电阻r51一端相连接，所述电阻r51另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述运算放大器负输入端与所述电阻r51一端相连接，所述电容c38与所述电阻r51并联连接，所述运算放大器正输入端与vin端相连接，所述电阻r52与所述电阻rv1并联连接，所述电阻r52的第四引脚与所述电容c42一端相连接，所述电容c42另一端接参考地，所述电阻r52的第五引脚接参考地。

本发明的有益效果在于：本发明具有抗干扰能力强、速率高、稳定性好，从而消除了电磁感应对检测造成的干扰，能够使得电池内阻值的检测精度有效提高，并且提高了工业生产线的工作效率，降低了人力成本。

【附图说明】

图1为本发明具有抵消磁通的内阻检测设备结构示意图；

图2为本发明前置放大器模块电路示意图；

图3为本发明放大器模块电路示意图；

图4为本发明带通滤波器模块电路示意图；

图5为本发明同相放大器模块、反相放大器模块、低通滤波器模块、模拟开关模块电路示意图；

图6为本发明四阶低通滤波器模块电路示意图；

图7为本发明电压电流转换模块电路示意图；

图8为本发明可调增益放大器模块电路示意图；

附图标记：1、前置放大器模块；2、放大器模块；3、带通滤波器模块；4、跟随器模块；5、同相放大器模块；6、反相放大器模块；7、第一模拟开关模块；8、第二模拟开关模块；9、低通滤波器模块；10、直流放大器模块；11、ad转换器模块；12、光耦隔离模块；13、mcu模块；14、四阶低通滤波器模块；15、可调增益放大器模块；16、电压电流转换模块；17、电流源模块。

【具体实施方式】

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种具有抵消磁通的内阻检测设备，包括前置放大器模块1、放大器模块2、带通滤波器模块3、跟随器模块4、同相放大器模块5、反相放大器模块6、第一模拟开关模块7、第二模拟开关模块8、低通滤波器模块9、直流放大器模块10、ad转换器模块11、光耦隔离模块12、mcu模块13、四阶低通滤波器模块14、可调增益放大器模块15、电压电流转换模块16、电流源模块17，所述前置放大器模块1与所述放大器模块2相连接，所述放大器模块2与所述带通滤波器模块3相连接，所述带通滤波器模块3与所述跟随器模块4相连接，所述跟随器模块4分别与所述同相放大器模块5、反相放大器模块6相连接，所述同相放大器模块5分别与所述第一模拟开关模块7、第二模拟开关模块8相连接，所述反相放大器模块6分别与所述第一模拟开关模块7、第二模拟开关模块8相连接，所述第一模拟开关模块7、第二模拟开关模块8分别与所述低通滤波器模块9相连接，所述低通滤波器模块9与所述直流放大器模块10相连接，所述直流放大器模块9与所述ad转换器模块11相连接，所述ad转换器模块11通过所述光耦隔离模块12与所述mcu模块13相连接，所述第一模拟开关模块7、第二模拟开关模块8分别通过光耦隔离模块12与所述mcu模块13相连接；

所述mcu模块13输出四路相位可调的同频率信号，在经过光耦隔离模块12与四阶低通滤波器模块14相连接，所述四阶低通滤波器模块14与所述电压电流转换模块16相连接，所述四阶低通滤波器模块14与所述可调增益放大器模块15相连接，所述电压电流转换模块16与所述电流源17相连接，所述可调增益放大器模块15与所述电压电流转换模块16相连接。

优选地，所述mcu模块13输出的其中一路相位可调的同频率的信号与产生的磁通信号相互抵消。

优选地，所述前置放大器模块1包括电容、电阻r58、电阻r62、电阻r59、三极管、运算放大器、电阻r63，若干个电容一端分别与所述电阻r58、电阻r62一端相连接，所述若干个电容另一端接参考地，所述电阻r58另一端与所述电容c47一端相连接，所述电阻r62另一端与所述电容c47一端相连接，所述电容c47一端与所述运算放大器负输入端相连接，所述电容c47另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电阻r58另一端与所述电阻r59一端相连接，所述电阻r59另一端与所述电容c47另一端相连接，所述三极管的集电极与所述运算放大器负输入端相连接，所述三极管的基极与所述三极管的发射极相连接，所述三极管的发射极与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r63一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电阻r63另一端与所述电容c54一端相连接，所述电容c54另一端接参考地，所述运算放大器的正电压输入端与所述电容c44及电容c45一端相连接，所述电容c44及电容c45另一端分别接参考地，所述运算放大器的负电压输入端与所述电容c55及电容c57一端相连接，所述电容c55及电容c57另一端分别接参考地。

优选地，所述放大器模块2包括电阻r60、电阻r61、运算放大器、电容、电阻r64，所述电阻r60一端与所述电阻r61一端相连接，所述电阻r60另一端接参考地，所述电阻r61另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述运算放大器负输入端与所述电阻r60、电阻r61相连接，所述电容一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r64一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电阻r64另一端接参考地。

优选地，所述四阶低通滤波器模块14包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、第一运算放大器、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、第二运算放大器、电容，所述电阻r1一端与所述电阻r2一端相连接，所述电阻r1另一端接参考地，所述电阻r2另一端与所述第一运算放大器输出端相连接，所述第一运算放大器负输入端与所述电阻r1、电阻r2相连接，所述第一运算放大器正输入端与所述电阻r6一端相连接，所述电阻r6另一端与所述电阻r5一端相连接，所述电容c7一端与所述第一运算放大器正输入端相连接，所述电容c7另一端接参考地，所述第一运算放大器输出端与所述电容c6一端相连接，所述电容c6另一端与所述电阻r6一端相连接，所述第一运算放大器的正电压端与所述电容c1一端相连接，所述电容c1另一端接参考地，所述第一运算放大器的负电压端与所述电容c8一端相连接，所述电容c8另一端接参考地，所述电容c3一端与所述电阻r5一端相连接，所述电容c3另一端接参考地；

所述电阻r3一端与所述电阻r4一端相连接，所述电阻r3另一端接参考地，所述电阻r4另一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述第二运算放大器输出端与所述电阻r5另一端相连接，所述第二运算放大器负输入端与所述电阻r3、电阻r4相连接，所述第二运算放大器正输入端与所述电阻r8一端相连接，所述电阻r9一端与所述第二运算放大器正输入端相连接，所述电阻r9另一端接参考地，所述电容c2一端与所述第二运算放大器正输入端相连接，所述电容c2另一端与所述电阻r8一端相连接，所述电容c5一端与电容c2一端相连接，所述电容c5另一端接参考地，所述电阻r8另一端与所述电阻r7一端相连接，所述电容c4一端与所述电阻r7、电阻r8之间相连接，所述电容c4另一端接参考地。

优选地，所述低通滤波器模块9包括电阻r31、电阻r32、运算放大器、电容，所述电阻r31一端与所述电阻r32一端相连接，所述电阻r31另一端与所述模拟开关模块相连接，所述电阻r32另一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述运算放大器负输入端与所述运算放大器输出端相连接，所述电容c28一端与所述运算放大器正输入端相连接，所述电容c28另一端接参考地，所述电容c27一端与所述运算放大器输出端相连接，所述电容c27另一端电阻r31、电阻r32之间相连接。

优选地，所述带通滤波器模块3包括第一运算放大器、电阻r34、电阻r40、电容、电阻r39、电阻r36、第二运算放大器、电阻r33、电阻r38、电阻r37、电阻r35，所述第一运算放大器正输入端与所述电阻r40一端相连接，所述电阻r40另一端接参考地，所述第一运算放大器负输入端与所述电阻r34一端相连接，所述电阻r34另一端与所述电容c31相连接，所述电容c31一端与所述第一运算放大器输出端相连接，所述电容c31另一端与所述电容c33一端相连接，所述电容c33另一端与所述第一运算放大器负输入端相连接，所述电阻r36一端与所述电容c33一端相连接，所述电阻r39一端与所述电阻r36一端相连接，所述电阻r39另一端接参考地，所述电阻r36另一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述第二运算放大器正输入端与所述电阻r38一端相连接，所述电阻r38另一端接参考地，所述电容c32一端与所述第二运算放大器负输入端相连接，所述电容c32另一端与所述电阻r35一端相连接，所述电阻r33一端与所述第二运算放大器负输入端相连接，所述电阻r33另一端与所述电容c30一端相连接，所述电容c30一端与所述第二运算放大器输出端相连接，所述电容c30另一端与所述电容c32另一端相连接，所述电阻r37一端与所述电阻r35一端相连接，所述电阻r37另一端接参考地，所述第二运算放大器的正电压输入端与所述电容c29一端相连接，所述电容c29另一端接参考地，所述第二运算放大器的负电压输入端与所述电容c34一端相连接，所述电容c34另一端接参考地。

优选地，所述可调增益放大器模块15包括电阻r50、电阻rv1、电阻r51、运算放大器、电阻r52、电容，所述电阻r50一端与所述电阻rv1一端相连接，所述电阻r50另一端接参考地，所述电阻rv1另一端与所述电阻r51一端相连接，所述电阻r51另一端与所述运算放大器输出端相连接，所述运算放大器负输入端与所述电阻r51一端相连接，所述电容c38与所述电阻r51并联连接，所述运算放大器正输入端与vin端相连接，所述电阻r52与所述电阻rv1并联连接，所述电阻r52的第四引脚与所述电容c42一端相连接，所述电容c42另一端接参考地，所述电阻r52的第五引脚接参考地。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。