一种锂电池测试设备电压校准装置的制作方法

本技术涉及锂电池测试，特别指一种锂电池测试设备电压校准装置。

背景技术：

1、随着锂电池技术的迅速发展，对锂电池测试设备的精度要求也在迅速提升，在不同条件与不同环境下的稳定性需求也在往更高标准方向发展，为了适应锂电池技术的迅速发展，锂电池测试设备的稳定性与功能也在不断地进行增加与更新，相对应的，锂电池测试设备的整体设计复杂与精密度也需要有着相对应的提升。在这种情况下，为了提高锂电池测试设备的电压采样精度的可靠性，需要对锂电池测试设备进行校准。

2、在对锂电池测试设备进行校准的过程中，需要提供一个高稳定度的电压校准源，以保证锂电池测试设备在校准后满足设计指标要求，避免因为校准对象的电压输出不稳定而导致校准后的电压采样精度偏离设计指标。

3、传统的电压校准源使用的是系统集成单元的开关电源模块，该电源模块存在纹波噪声偏高、输出电压无法调节到很低的水平、无法保证在输出电压非常小的情况下仍能提供高稳定度的输出的问题，即该电源模块用于校准时，锂电池测试设备的采样系统会因为测试对象的纹波噪声导致采样值存在波动，校准人员无法定位当前的采样值，导致无法在校准过程中把锂电池测试设备校准到一个最佳的精度水平。

4、因此，如何提供一种锂电池测试设备电压校准装置，实现提升锂电池测试设备的电压校准质量，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种锂电池测试设备电压校准装置，实现提升锂电池测试设备的电压校准质量。

2、本实用新型是这样实现的：一种锂电池测试设备电压校准装置，包括一前级电源供电与防护模块、一隔离稳压电源输出模块、一低噪声电压基准源信号调理模块、一一级电压输出幅值控制模块、一电压输出正负值切换模块、一二级电压输出幅值控制模块以及一三级电压输出幅值控制模块；

3、所述前级电源供电与防护模块、隔离稳压电源输出模块、低噪声电压基准源信号调理模块、一级电压输出幅值控制模块、电压输出正负值切换模块、二级电压输出幅值控制模块以及三级电压输出幅值控制模块依次连接。

4、进一步地，所述前级电源供电与防护模块包括一接线端子j1、一接线端子j2、一保险丝f1、一二极管d3、一二极管d4、一二极管d14、一发光二极管d5、一发光二极管d6、一发光二极管d7、一发光二极管d15、一稳压管d2、一稳压管d8、一稳压管d9、一稳压管d13、一mos管q2、一mos管q3、一mos管q4、一mos管q5、一电阻r62、一电阻r63、一电阻r64、一电阻r65、一电阻r66、一电阻r68、一电阻r69、一电阻r70、一电阻r71、一电阻r72、一电阻r73、一电阻r74、一电阻r75、一电阻r76、一电容c39、一电容c40、一电容c41、一电容c42、一蜂鸣器b1以及一运放u5a；

5、所述二极管d3的输入端与保险丝f1连接，输出端与电阻r76、电阻r72、电阻r74、电阻r75、电阻r64、稳压管d8的输出端、电阻r66、电阻r65、电容c39、mos管q2的d极连接；

6、所述稳压管d13与电容c41并联后，输入端接地，输出端与电阻r72以及运放u5a的引脚8连接；所述发光二极管d15的输入端与电阻r76连接，输出端与运放u5a的引脚1连接；所述二极管d14与电容c42并联后，输入端与电阻r75以及运放u5a的引脚3连接，输出端接地；所述运放u5a的引脚2与电阻r73以及电阻r74连接；

7、所述mos管q4的d极与发光二极管d7的输出端连接，s极与电容c40、电阻r70、稳压管d9的输入端、mos管q3的s极、电阻r71、mos管q5的s极、电阻r68以及隔离稳压电源输出模块连接并接地，g极与电容c40、电阻r70、电阻r69、稳压管d9的输出端、以及mos管q3的g极连接；所述发光二极管d7的输入端与电阻r64连接；所述稳压管d8的输入端与电阻r69连接；所述mos管q3的d极与电阻r66、电阻r71以及mos管q5的g极连接；所述电阻r67的一端与mos管q5的d极连接，另一端与电阻r65、电容c39以及mos管q2的g极连接；所述发光二极管d6的输入端与mos管q2的s极以及隔离稳压电源输出模块连接，输出端与电阻r68连接；

8、所述蜂鸣器b1的引脚1与电阻r62以及稳压管d2的输出端连接，引脚2与稳压管d2的输入端以及发光二极管d5的输出端连接；所述电阻r63的一端与电阻r62以及二极管d4的输出端连接，另一端与发光二极管d5的输入端连接；

9、所述接线端子j1分别与稳压管d13的输入端、电阻r73、二极管d14的输出端、运放u5a的引脚4、稳压管d9的输入端以及二极管d4的输入端连接；所述接线端子j2分别与保险丝f1以及蜂鸣器b1的引脚2连接。

10、进一步地，所述隔离稳压电源输出模块包括一隔离稳压电源芯片u1、一电容c1、一电容c2、一电容c3、一电容c4、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r4、一电阻r5、一电阻r6、一电阻r7、一电阻r8、一电阻r9、一电阻r10、一电阻r11、一电阻r12、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r18以及一发光二极管d1；

11、所述隔离稳压电源芯片u1的引脚1、2与前级电源供电与防护模块连接，引脚3与电容c1、电容c2、发光二极管d1的输入端、电阻r1、电阻r5、电阻r9、电阻r13以及低噪声电压基准源信号调理模块连接，引脚4与电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电阻r2、电阻r3、电阻r6、电阻r7、电阻r10、电阻r11、电阻r14以及电阻r15连接并接地，引脚5与电容c3、电容c4、电阻r17、电阻r18、电阻r4、电阻r8、电阻r12、电阻r16以及低噪声电压基准源信号调理模块连接；所述发光二极管d1的输出端与电阻r17以及电阻r18连接；

12、所述电阻r1与电阻r2、电阻r5、电阻r6、电阻r9、电阻r10、电阻r13以及电阻r14连接；所述电阻r3与电阻r4、电阻r7、电阻r8、电阻r11、电阻r12、电阻r15以及电阻r16连接。

13、进一步地，所述低噪声电压基准源信号调理模块包括一电源基准源芯片u3、一运放u4a、一电容c8、一电容c9、一电容c11、一电容c12、一电容c13、一电容c15、一电容c16、一电容c43、一电容c44、一电阻r22、一电阻r24、一电阻r33、一电阻r77以及一电阻r78；

14、所述电源基准源芯片u3的引脚2、3与电容c11以及隔离稳压电源输出模块连接，引脚4与电容c11连接并接地，引脚6与电容c12、电容c13以及电阻r77连接；所述电容c44的一端与电阻r77以及电阻r78连接，另一端与运放u4a的引脚2以及电阻r33连接；所述运放u4a的引脚1与电阻r33以及一级电压输出幅值控制模块连接，引脚3与电阻r78以及电容c43连接；

15、所述电容c15和电容c16并联后，一端与放u4a的引脚4以及电阻r24连接，另一端接地；所述电容c8和电容c9并联后，一端与放u4a的引脚8以及电阻r22连接，另一端接地；所述电阻r22以及电阻r24均与隔离稳压电源输出模块连接。

16、进一步地，所述一级电压输出幅值控制模块包括一拨码开关sw1、一电阻r25、一电阻r26、一电阻r28、一电阻r29、一电阻r31、一电阻r34、一电阻r39、一电阻r43、一电阻r48、一电阻r52、一电阻r55、一电阻r58、一电容c14、一电容c17、一电容c19、一电容c20、一电容c23、一电容c29、一电容c32以及一运放u2b；

17、所述拨码开关sw1的引脚1与电阻r25以及低噪声电压基准源信号调理模块连接，引脚2与电阻r25、电阻r26以及电容c17连接，引脚3与电阻r26、电阻r34以及电容c19连接，引脚4与电阻r34、电阻r39以及电容c23连接，引脚5与电阻r43、电阻r48以及电容c29连接，引脚6与电阻r48、电阻r52以及电容c32连接，引脚7与电阻r52以及电阻r55连接，引脚10、11、12、13、14、15、16与电容c14以及运放u2b的引脚5连接；

18、所述电阻r58的一端与电阻r55连接，另一端接地；所述电阻r39与电阻r43连接；所述电容c17与电容c19、电容c23、电容c29以及电容c32连接并接地；

19、所述电阻r28与电阻r31并联后，一端与运放u2b的引脚6、电阻r29以及电容c20连接，另一端接地；所述运放u2b的引脚7与电阻r29、电容c20以及电压输出正负值切换模块连接。

20、进一步地，所述电压输出正负值切换模块包括一电容c5、一电容c6、一电容c7、一电容c10、一电阻r19、一电阻r20、一电阻r21、一电阻r35、一电阻r37、一电阻r42、一电阻r44、一电阻r46、一电阻r49、一运放u2a、一继电器k1、一二极管d1、一发光二极管d12以及一mos管q1；

21、所述电容c5和电容c6并联后，一端与电阻r19以及运放u2a的引脚8连接，另一端接地；所述电容c7和电容c10并联后，一端与电阻r21以及运放u2a的引脚4连接，另一端接地；所述电阻r20的一端与继电器k1的引脚7以及一级电压输出幅值控制模块连接，另一端与电阻r23以及运放u2a的引脚2连接；所述运放u2a的引脚1与电阻r23以及继电器k1的引脚5连接；

22、所述mos管q1的g极与电阻r24以及电阻r44连接，s极与电阻r44连接，d极与继电器k1的引脚8、二极管d1的输入端、电阻r46以及电阻r49连接；所述发光二极管d12的输入端与电阻r35以及电阻r37连接，输出端与电阻r46以及电阻r49连接；所述继电器k1的引脚1与电阻r35、电阻r37以及二极管d1的输出端连接，引脚3与二级电压输出幅值控制模块连接。

23、进一步地，所述二级电压输出幅值控制模块包括一拨码开关sw2、一电阻r27、一电阻r30、一电阻r36、一电阻r40、一电阻r45、一电阻r50、一电阻r53、一电阻r56、一电阻r59、一电阻r60、一电容c18、一电容c21、一电容c25、一电容c27、一电容c30、一电容c33、一电容c35、一电容c37、一运放u4b以及一tvs管d10；

24、所述拨码开关sw2的引脚1与电阻r30以及电压输出正负值切换模块连接，引脚2与电阻r30、电阻r36以及电容c21连接，引脚3与电阻r36、电阻r40以及电容c25连接，引脚4与电阻r40、电阻r45以及电容c27连接，引脚5与电阻r45、电阻r50以及电容c30连接，引脚6与电阻r50、电阻r53以及电容c33连接，引脚7与电阻r53、电阻r56以及电容c35连接，引脚7与电阻r56、电阻r59、电阻r60以及电容c37连接，引脚9、10、11、12、13、14、15、16电容c18以及运放u4b的引脚5连接；

25、所述电容c21与电容c25、电容c27、电容c30、电容c33、电容c35以及电容c37连接并接地；

26、所述运放u4b的引脚6与电阻r27、tvs管d10的输出端以及三级电压输出幅值控制模块连接，引脚7与电阻r27连接。

27、进一步地，所述三级电压输出幅值控制模块包括一拨码开关sw3、一电阻r32、一电阻r38、一电阻r41、一电阻r47、一电阻r51、一电阻r54、一电阻r57、一电阻r61、一电容c22、一电容c24、一电容c26、一电容c28、一电容c31、一电容c34、一电容c36以及一电容c38；

28、所述拨码开关sw3的引脚1与电阻r32以及二级电压输出幅值控制模块连接，引脚2与电阻r32、电阻r38以及电容c22连接，引脚3与电阻r38、电阻r41以及电容c26连接，引脚4与电阻r41、电阻r47以及电容c28连接，引脚5与电阻r47、电阻r51以及电容c31连接，引脚6与电阻r51、电阻r54以及电容c34连接，引脚7与电阻r54、电阻r57以及电容c36连接，引脚8与电阻r57、电阻r61以及电容c38连接，引脚9、10、11、12、13、14、15、16与电容c24连接；

29、所述电容c22与电容c26、电容c28、电容c31、电容c34、电容c36以及电容c38连接并接地。

30、本实用新型的优点在于：

31、1、通过设置前级电源供电与防护模块、隔离稳压电源输出模块、低噪声电压基准源信号调理模块、一级电压输出幅值控制模块、电压输出正负值切换模块、二级电压输出幅值控制模块以及三级电压输出幅值控制模块，且前级电源供电与防护模块、隔离稳压电源输出模块、低噪声电压基准源信号调理模块、一级电压输出幅值控制模块、电压输出正负值切换模块、二级电压输出幅值控制模块以及三级电压输出幅值控制模块依次连接，通过隔离稳压电源输出模块对输入和输出进行电气隔离，通过低噪声电压基准源信号调理模块向一级电压输出幅值控制模块输出低噪声的电压基准源，通过一级电压输出幅值控制模块、二级电压输出幅值控制模块以及三级电压输出幅值控制模块对电压输出幅值进行调节，使得电压校准装置能避免纹波噪声的干扰，输出电压可以调节到很低的水平、可以保证在输出电压非常小的情况下仍能提供高稳定度的输出，最终极大的提升了锂电池测试设备的电压校准质量。

32、2、通过在前级电源供电与防护模块设置蜂鸣器b1以及不同灯色的发光二极管d5、发光二极管d6、发光二极管d7、发光二极管d15用于提示当前的接入电压状态，使用者可以直观地获得对应的信息。

33、3、通过在运放的供电端增加电阻与电容组合而成的rc滤波电路，降低运放的供电端纹波。

34、4、通过使用拨码开关与精密低温漂电压进行输出电压的选择，有效避免对输出信号引入噪声干扰因素。

35、5、通过在电压输出正负值切换模块中增加输出电压值正负值的输出选择，使用者可以更方便的对正负电压值进行校准，而无需去对调采样点的接线位置。

36、6、在三级电压输出幅值控制模块增加拨码开关sw3和分压电阻的组合电路，可以避免因为运放的失调电压影响，无法输出比失调电压更低的电压信号用于校准。