一种铅蓄电池内阻检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及铅蓄电池技术领域，尤其涉及一种铅蓄电池内阻检测电路。
【背景技术】
[0002]蓄电池内阻是衡量电池性能的一个重要指标。电池内阻值非常小，通常为毫欧或微欧量级，无法用一般的电阻测量方式测量。寻找一种对电池无损伤，且可有效排除干扰并测试电池的真实内阻值的测量方法是为当前蓄电池应用领域的迫切需要。针对蓄电池现有检测的技术中最为突出的有两种，具体如下:
第一种是直流放电内阻测量法，其优点是测量精度很高，控制得当的话可以达到0.1%。但其缺点是(I)只能测量大容量电池，小容量电池无法在3s内提供40~80A电流；(2)大电流通过电池会损伤电极，缩短电池寿命。违背了测量初衷；(3)测量设备昂贵，体积大。
[0003]第二种是交流激励法，其优点是(I)可以测量所有电池，包括小容量电池；(2)测量过程不会对电池产生损害；(3)相对成本较低，体积小。但其缺点是(I)精度比直流法低，但可以满足应用要求；(2)交流法测量精度很可能会受纹波电流影响和谐波电流干扰，对仪器电路抗干扰能力要求高；(3)需要引入外部交流激励源，增加了电路的复杂度和电路成本。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铅蓄电池内阻检测电路，旨在解决现有技术中无法实现在检测蓄电池内阻时对电池无损伤，且可有效排除干扰并测试电池的真实内阻值的缺陷。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种铅蓄电池内阻检测电路，包括:
放电模块，用于为电池放电，使电池的正负极上产生电压压降；
压降采集模块，用于采集电池正负极的电压压降；
负载电压检测模块，用于检测负载上的电压值；
处理计算模块，用于根据负载电压检测模块检测到的负载上的电压值，计算出电池内阻的平均电流；根据电池正负极的电压压降和电池内阻的平均电流计算出电池内阻。
[0007]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述放电模块包括:
放电单元，用于根据放电控制单元输出的高电平信号进行放电；
放电控制单元，用于根据处理计算模块输出的PWM信号，输出高低相间的电平信号给放电单元；
开关单元，用于控制所述放电控制单元的接地状态来控制所述放电控制单元的开启和关闭；
所述放电单元的输入端连接电池的正极，所述放电单元的输出端接地，所述放电单元的信号输入端连接所述放电控制单元的输出端，所述放电控制单元的输入端连接处理计算模块的PWM信号输出端，所述放电控制单元通过所述开关单元接地。
[0008]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述放电单元包括第一二极管、MOS管、第一电阻和第二电阻；所述第一二极管的正极为放电单元的输入端、连接电池的正极，所述第一二极管的负极连接MOS管的漏极，所述MOS管的栅极为放电单元的信号输入端、连接放电控制单元的输出端，所述MOS管的源极通过第一电阻和第二电阻接地。
[0009]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述放电控制单元包括第一电压比较器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；所述第三电阻的一端为放电控制单元的输入端、连接处理计算模块的PWM信号输出端，所述第三电阻的另一端连接第四电阻的一端、还通过第一电容接地；所述第四电阻的另一端通过所述开关单元和第五电阻接地、还连接第一电压比较器的+IN端；所述第一电压比较器的-1N端连接第二电容的一端、还通过第六电阻连接MOS管的源极，所述第一电压比较器的V+端连接供电端、还通过第三电容接地，所述第一电压比较器的V-端接地，所述第二电容的另一端连接第七电阻的一端和第四电容的一端；所述第七电阻的另一端为放电控制模块的输出端、连接第四电容的另一端和MOS管的栅极。
[0010]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述开关单元包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一三极管和第二三极管；所述第八电阻的一端连接第四电阻的另一端，所述第八电阻的另一端连接第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极连接第二三极管的基极、还通过第九电阻连接处理计算模块的开关控制端、还通过第十电阻连接供电端、还通过第十一电阻接地，所述第二三极管的集电极连接MOS管的栅极，所述第二三极管的发射极接地。
[0011]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述压降采集模块包括差分放大器、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；电池的正极通过所述第五电容连接第十二电阻的一端，电池的负极通过所述第六电容连接第十三电阻的一端；所述第十二电阻的另一端连接第七电容的一端和差分放大器的+In端；所述第十三电阻的另一端连接第七电容的另一端和差分放大器的-1n端；所述差分放大器的REF端通过第十四电阻连接基准电压提供端，所述差分放大器的V-端接地，所述差分放大器的V+端连接供电端、还通过第八电容和第九电容接地，所述差分放大器的Output端连接第十五电阻的一端、还通过第十六电阻连接差分放大器的Sense端，所述第十五电阻的另一端为压降采集模块的输出端、连接处理计算模块的压降采集端、还通过第十电容接地。
[0012]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述压降采集模块还包括分压单元，用于为所述差分放大器提供基准电压；所述分压单元包括第十七电阻、第十八电阻和第十一电容；所述第十七电阻的一端连接处理计算模块的参考电压提供端，所述第十七电阻的另一端为所述分压单元的基准电压提供端、连接第十四电阻的一端、还通过第十八电阻和第十一电容接地。
[0013]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述压降采集模块还包括两个过压保护单元，一个过压保护单元连接所述差分放大器的+In端，另一个过压保护单元连接所述差分放大器的-1n端；所述过压保护单元用于将所述差分放大器的+In端和-1n端的电压控制在5V及5V以下。
[0014]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述负载电压检测模块包括第二电压比较器、第十九电阻、第二十电阻、第二^ 电阻、第十二电容、第十三电容和第十四电容；所述第十九电阻的一端为负载电压检测模块的输入端、连接电池的正极，所述第十九电阻的另一端连接第十二电容的一端、第二十电阻的一端和第二电压比较器的+IN端，所述第十二电容的另一端和第二十电阻的另一端接地，所述第二电压比较器的V-端接地，所述第二电压比较器的V+端连接供电端、还通过第十三电容接地，所述第二电压比较器的OUT端连接第二电压比较器的-1N端和第二十一电阻的一端，所述第二十一电阻的另一端为所述负载电压检测模块的输出端、连接处理计算模块的负载电压接收端、还通过第十四电容接地；所述第二十电阻为负载。
[0015]所述铅蓄电池内阻检测电路中，所述处理计算模块包括MCU，所述MCU的P0.0/IDACO端为所述处理计算模块的PWM信号输出端、连接第三电阻的一端；所述MCU的Pl.1端为所述处理计算模块的开关控制端、连接第九电阻的一端；所述MCU的PL 2/REF端为所述处理计算模块的参考电压提供端、连接第十七电阻的一端；所述MCU的Pl.6端为所述处理计算模块的负载电压接收端、连接第二十一电阻的另一端；所述MCU的Pl.7端为所述处理计算模块的压降采集端、连接第十五电阻的另一端。
[0016]有益效果:本发明中提供一种铅蓄电池内阻检测电路及检测方法，采用较小的电流以交流放电的方式来测量电池内阻，即将外部激励电流改为放电电流，这不仅提高了测量精度，而且不损伤电池。测量过程中，由于可以降低测量频率到10Hz左右，同时加强滤波能力，减小了纹波电流和谐波电流的干扰，测量精度高、成本低及测量过程简单。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路的结构框图。
[0018]图2为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路中放电模块的电路图。
[0019]图3为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路中压降采集模块的电路图。
[0020]图4为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路中负载电压检测模块的电路图。
[0021]图5为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路中处理计算模块的电路图。
【具体实施方式】
[0022]本发明提供一种铅蓄电池内阻检测电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]请参见图1，图1为本发明所述铅蓄电池内阻检测电路较佳实施例的结构框图。如图1所示，所述铅蓄电池内阻检测电路包括放电模块10、压降采集模块20、负载电压检测模块30和处理计算模块40。
[0024]所述放电模块10，用于