一种多通道电池检测电路及其装置的制作方法

1.本发明涉及电池检测的技术领域，更具体的，涉及一种多通道电池检测电路及其装置。


背景技术：

2.在电池的生产与检测过程中,往往需要电池检测装置对整批的电池进行电压、内阻及充放电进行测试，用以区分电池的品等级。在现有技术中，电池检测装置一般情况下是采用电磁继电器和干簧继电器以及mos管作为通道切换驱动元件，而这些方式响应的速度不快，容易互相干扰，而且体积大，维修成本高。


技术实现要素：

3.本发明为克服背景技术所述的电池检测装置响应的速度不快，容易互相干扰的问题，提供一种多通道电池检测电路及其装置。
4.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
5.第一方面，本发明提供一种多通道电池检测电路，包括用于输出上位机控制信号的信号传递模块、若干用于将电池检测槽与测量仪连接的电池检测通道、若干用于切换各所述电池检测通道的检测通道选择模块、若干用于预开启同层级全部所述电池检测通道的公共控制模块以及用于切换各所述公共控制模块的层级选择模块；
6.所述层级选择模块包括第一译码芯片，所述第一译码芯片的信号输入端组与所述信号传递模块的层选信号输出端组连接，信号输出端组通过网络编号的形式与各对应层级的所述公共控制模块的使能端连接；所述公共控制模块的第一控制输出端与设置在同层级的各所述电池检测通道的第一控制开关模组连接；所述检测通道选择模块包括第二译码芯片，所述第二译码芯片的信号输入端组与所述信号传递模块的通道信号输出端组连接，使能端与所述公共控制模块的第二控制输出端连接，通道信号输出端组通过网络编号的形式与设置在同层级的各对应所述电池检测通道的第二控制开关模组连接。
7.优选地，各所述公共控制模块设置有逻辑控制模块，所述第一译码芯片的信号输出端组通过网络编号的形式分别与对应的所述逻辑控制模块的使能端连接；所述逻辑控制模块的信号输入端组与所述信号传递模块的公共信号输出端组连接，第一控制输出端与所述第二译码芯片的使能端连接。
8.优选地，所述检测通道选择模块还设置有第三译码芯片；所述逻辑控制模块的第二控制输出端与所述第三译码芯片的使能端连接；第三译码芯片的信号输入端组与所述信号传递模块的通道信号输出端组连接，通道信号输出端组通过网络编号的形式与设置在同层级的各对应所述电池检测通道的第二控制开关模组连接。
9.优选地，所述第一译码芯片、第二译码芯片和第三译码芯片的型号均为cd4514bm96。
10.优选地，所述逻辑控制模块还设置有逻辑芯片、第一三极管、第二三极管，所述第
一译码芯片的信号输出端组通过网络编号的形式与所述逻辑芯片的使能端连接；所述逻辑芯片的信号输入端组与所述信号传递模块的公共信号输出端组连接，第一控制输出端与所述第一三极管的基极连接，第二控制输出端与所述第二三极管的基极连接；所述第一三极管的集电极与所述第二译码芯片的使能端连接，发射极接地；所述第二三极管的集电极与所述第三译码芯片的使能端连接，发射极接地。
11.优选地，所述逻辑芯片的型号为4073；第一三极管和第二三极管均为npn三极管。
12.优选地，所述层级选择模块和所述检测通道选择模块均设置有若干用于放大信号的达林顿管芯片，所述达林顿管芯片通过网络编号的形式设置在所述第一译码芯片的信号输出端组与各对应层级的所述公共控制模块的使能端之间，以及设置在所述第二译码芯片和第三译码芯片的通道信号输出端组与同层级的各对应所述电池检测通道的第二控制开关模组之间。
13.优选地，所述达林顿管芯片的型号为tpm2803。
14.优选地，电池检测通道还设置有用于切换测量电池正极、负极与壳体之间的开关切换模块，所述开关切换模块的信号输入端组与所述信号传递模块的电池检测切换信号输出端组连接。
15.第二方面，本发明还提供了一种多通道电池检测装置，包括：
16.上位机；
17.若干层级设置的检测层板；
18.用于选择开启所述检测层板进行检测的公共电路板；
19.若干与各所述检测层板匹配设置的电路主板；以及
20.测量仪；
21.如第一方面所述的多通道电池检测电路中的信号传递模块和层级选择模块设置在所述公共电路板上，各所述电路主板上均设置有公共控制模块、检测通道选择模块；所述上位机通过所述信号传递模块与所述公共控制模块数据连接，所述公共电路板通过层级选择模块与各所述电路主板的所述公共控制模块数据连接；各所述公共控制模块与同层对应的所述电池检测通道的第一控制开关模组连接，各所述检测通道选择模块与同层对应的所述电池检测通道的第二控制开关模组连接；各所述检测层板上均设置有若干电池检测槽和与所述电池检测槽数量匹配的电池检测通道，各所述电池检测槽均通过各所述电池检测通道与所述测量仪数据连接。
22.本发明的有益效果在于：
23.1.本发明采用层级选择模块和检测通道选择模块来精准切换电池检测通道进行电池检测的工作。层级选择模块用于切换选择某一层层板，相当于纵向选择；检测通道选择模块用于在层级选择模块选择的层板中选择开启特定的一个电池检测通道进行电池的检测，当一个电池测试完毕时，只需要修改发送的信号指令，就可以快速切换另一电池检测通道进行工作，这样，就可以在实现快速响应切换电池检测通道工作的同时，避免不同电池检测通道之间的干扰。
24.2.本发明采用一体化设计来减小装置的体积和增加装置的稳定性。将各工作模块一体设置在特定的工作区域，各工作模块通过电信号来实现交互，并通过超小型信号继电器来实现电池检测通道的开启，在减小装置体积的同时，增加了装置性能的稳定性。
附图说明
25.图1为本发明提供的多通道电池检测电路的结构示意图。
26.图2为本发明提供的信号传递模块的电路结构图。
27.图3为本发明提供的层级选择模块的电路结构图。
28.图4为本发明提供的逻辑控制模块和电池检测通道第一控制开关模组的电路结构图。
29.图5为本发明提供的检测通道选择模块的电路结构图。
30.图6为本发明提供的电池检测通道第二控制开关模组的电路结构图。
31.图7为本发明提供的层级选择模块的另一电路结构图。
32.图8为本发明提供的多通道电池检测装置的结构示意图。
33.其中：信号传递模块10、层级选择模块20、公共控制模块30、检测通道选择模块40、电池检测通道50；
34.上位机1、检测层板2、公共电路板3、电路主板4、测量仪5。
具体实施方式
35.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.实施例一
37.如图1所示，本实施例提供了一种多通道电池检测电路，包括信号传递模块10、层级选择模块20、公共控制模块30、检测通道选择模块40以及电池检测通道50。电池检测通道50主要用于将电池检测槽与测量仪连接，检测通道选择模块40主要用于切换各电池检测通道50，公共控制模块30主要用于预开启同层级全部所述电池检测通道。
38.如图2所示，信号传递模块10设置有双向光耦，双向光耦的型号为tlp290-4，其连接在上位机与其他工作模块之间，用于传递信号，并使上位机与其他工作模块之间实现电气隔离。信号传递模块10主要用于输出上位机的控制信号。在信号传递模块10上还可以设置有拨码开关sw1，可以通过拨动拨码开关sw1控制双向光耦在npn型和pnp型之间的交替切换。
39.结合图3所示，层级选择模块20包括第一译码芯片u1，第一译码芯片u1的信号输入端组与信号传递模块10的层选信号输出端组连接。在每一层级中均设置有公共控制模块30，其设置在第一集成模块ic1中。层级选择模块20的信号输出端组通过网络编号的形式与各对应层级的公共控制模块30的使能端连接，用于切换选择各层公共控制模块30。
40.结合图4所示，公共控制模块30的第一控制输出端与设置在同层级的各电池检测通道50的第一控制开关模组连接，第一控制开关模组设置有第一继电器k1a、第二继电器k2a、第三继电器k3a，用于预开启同层级的全部电池检测通道50。
41.结合图5所示，检测通道选择模块40包括第二译码芯片u2，第二译码芯片u2的信号输入端组与信号传递模块10的通道信号输出端组连接，使能端与公共控制模块30的第二控制输出端连接，通道信号输出端组通过网络编号的形式与设置在同层级的各对应电池检测通道50的第二控制开关模组连接。电池检测通道50的第二控制开关模组设置在第二集成模
块ic2中。
42.如图6所示，电池检测通道50的第二控制开关模组设置有第四继电器k4a，通过控制第四继电器的导通可以控制第二控制开关模组的导通。第四继电器k4a一端通过x1-con2连接器与电池的极柱连接，另一端分别与每层中的第一继电器k1a、第二继电器k2a、第三继电器k3a的常开触头连接。在第一控制开关模组和第二控制开关模组均闭合时，电池检测通道50才导通。
43.在每层检测装置上均设置有公共控制模块30、检测通道选择模块40。
44.在一些优选的实施例中，公共控制模块30设置有逻辑控制模块，逻辑控制模块用于选择开启同层级的检测通道选择模块40。逻辑控制模块还设置有逻辑芯片u4、第一三极管q1、第二三极管q2。检测通道选择模块40还设置有第三译码芯片u3。其中，第一译码芯片u1的信号输出端组通过网络编号的形式与逻辑芯片u4的使能端连接；逻辑芯片u4的信号输入端组与信号传递模块10的公共信号输出端组连接，第一控制输出端与第一三极管q1的基极连接，第二控制输出端与第二三极管q2的基极连接。第一三极管q1的集电极与第二译码芯片u2的使能端连接，发射极接地；第二三极管q2的集电极与第三译码芯片u3的使能端连接，发射极接地。第三译码芯片u3的信号输入端组与信号传递模块10的通道信号输出端组连接，通道信号输出端组通过网络编号的形式与设置在同层级的各对应电池检测通道50的第二控制开关模组连接。
45.第一译码芯片u1、第二译码芯片u2和第三译码芯片u3的型号均为cd4514bm96。逻辑芯片u4的型号为4073；第一三极管q1和第二三极管q2均为npn三极管。由于一个译码芯片可以输出16个信号，故本实施例可以最大设置有16*32＝512个电池检测通道50；本实施例一层若设置20个电池检测通道50，则本实施例设置有16*20＝320个电池检测通道50。
46.在本实施例中，层级选择模块20和检测通道选择模块40均设置有若干达林顿管芯片，达林顿管芯片的型号为tpm2803。达林顿管芯片通过网络编号的形式设置在第一译码芯片u1的信号输出端组与各对应层级的公共控制模块30的使能端之间，以及设置在第二译码芯片u2和第三译码芯片u3的通道信号输出端组与同层级的各对应电池检测通道50的第二控制开关模组之间，用于放大第一译码芯片u1、第二译码芯片u2和第三译码芯片u3的输出信号。
47.在一些优选地实施例中，电池检测通道50还设置有开关切换模块。开关切换模块主要用于切换测量电池正极、负极与壳体之间的连接，其设置有第三三极管q3、第四三极管q4、第五继电器k5a和第六继电器k6a。第三三极管q3和第四三极管q4的基极分别与信号传递模块10的电池检测切换信号输出端组连接，第三三极管q3的集电极与第五继电器k5a的一端连接，第四三极管q4的集电极与第六继电器k6a的一端连接，第三三极管q3和第四三极管q4的发射极均接地，第五继电器k5a另一端和第六继电器k6a另一端接入电压。第五继电器k5a和第六继电器k6a的附属开关连接在x1-con18连接器与电池正极、负极和壳体上的跳帽之间。
48.通过上述模块的结构连接，本实施例的工作原理为：假定选择第5层的第17个电池检测通道50进行工作，此通道的位置信息为5*16+1*17＝97通道，首先，上位机通过信号传递模块10将此通道的位置信息以信号发送给第一译码芯片u1的数据信号和使能信号，从而第一译码芯片u1的信号输出端组中的第7引脚输出高电平信号m1_ich_5，通过达林顿管放
大信号后驱动第5层的公共控制模块30中的第一继电器k1a、第二继电器k2a和第三继电器k3a，同时，第一译码芯片u1的第7引脚也驱动第5层的逻辑芯片u4进行输出第6引脚信号控制第二三极管q2的导通，进而第二三极管q2导通拉低第5层的第三译码芯片u3的使能端，该第三译码芯片u3被激活，此时，第5层所有通道均预开启；之后，第5层的第三译码芯片u3接收到信号传递模块10传递的信号进一步进行逻辑运算，驱动该第三译码芯片u3的第11引脚输出信号m1_ich_17，通过达林顿管放大信号后驱动第四继电器k4a触头进行闭合，至此，本实施例中选择第5层的第17个电池检测通道50已开启完成。
49.若需要测量电池正极与壳体电压时，只需要驱动第三三极管q3以驱动第五继电器k5a，同时插上第二跳线帽，此时可以通过x1-con8连接器的第5、4引脚上测量到电池正壳体电压；当第五继电器k5a不动作时，在x1-con8连接器的第5、4引脚上可以测量到电池的正负极电压，至此可以节约一块电压表；同理，如果需要实现正壳电压、负壳体电压的测量，此时只需要驱动k6a继电器，就可以实现。
50.实施例二
51.在上一实施例的基础上，本实施例的不同点在于：
52.如图7所示，本实施例可以通过增加第四译码芯片u5来增加控制电池检测通道50的数量，当选择的层数大于16层时，则上位机通过信号传递模块10发送令第四译码芯片u5的使能的信号，第四译码芯片u5与第一译码芯片u1的工作原理一致，芯片的型号与第一译码芯片u1的型号一样为cd4514bm96。
53.通过上述模块的结构连接，本实施例的工作原理为：假定选择第17层的第17个电池检测通道50进行工作，此通道的位置信息为16*20+1*17＝357通道，首先，上位机通过信号传递模块10将此通道的位置信息以信号发送给第四译码芯片u5的数据信号和使能信号，从而第四译码芯片u5的信号输出端组中的第11引脚输出高电平信号m1_ich_17，通过达林顿管放大信号后驱动第17层的公共控制模块30中的第一继电器k1a、第二继电器k2a和第三继电器k3a，同时，第四译码芯片u5的第11引脚也驱动第17层的逻辑芯片u4进行输出第6引脚信号控制第二三极管q2的导通，进而第二三极管q2导通拉低第17层的第三译码芯片u3的使能端，该第三译码芯片u3被激活，此时，第17层所有通道均预开启；之后，第17层的第三译码芯片u3接收到信号传递模块10传递的信号进一步进行逻辑运算，驱动第17层的第三译码芯片u3的第11引脚输出信号m1_ich_17，通过达林顿管放大信号后驱动第四继电器k4a触头进行闭合，至此，本实施例中选择第17层的第17个电池检测通道50已开启完成。
54.实施例三
55.如图8所示，本实施例提供了一种多通道电池检测装置，包括：上位机1、若干层级设置的检测层板2、公共电路板3、若干电路主板4、测量仪5、以及如实施例一或实施例二所述的多通道电池检测电路。
56.其中，多通道电池检测电路中的信号传递模块10和层级选择模块20设置在公共电路板3上，公共控制模块30、检测通道选择模块40设置在每层电路主板4上，电路主板4集成到每层检测层板2上。电池检测通道50设置在检测层板2上。公共电路板3主要用于选择开启各层检测层板2进行检测。
57.上位机1通过信号传递模块10与公共控制模块30数据连接，公共电路板3通过层级选择模块20与各电路主板4的公共控制模块30数据连接。各公共控制模块30与同层对应的
电池检测通道50的第一控制开关模组连接，各检测通道选择模块40与同层对应的电池检测通道50的第二控制开关模组连接。各检测层板2上均设置有若干电池检测槽，电池检测通道50与电池检测槽数量匹配，各电池检测槽均通过电线与各电池检测通道50一侧连接，测量仪5通过电线与各电池检测通道50另一侧连接。
58.通过上述结构的连接，本实施例的工作步骤可以为：首先，上位机1发送检测指令，公共电路板3接收指令后开启其中一层电路主板4，此电路主板4将该层电池检测通道50的第一控制开关模组开启，之后检测通道选择模块40控制电池检测通道50的第二控制开关模块开启后，该电池检测通道50导通，电池与测试仪连接，开始测试。若需要切换通道，只需要上位机1发送确定的位置指令，实现高效切换。
59.虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。