專利名稱：數(shù)碼智能電池測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電池測試裝置，具體涉及移動電話電池的測試儀器。
背景技術(shù)：
手機電池是手機的一項重要部件，手機電池的質(zhì)量好壞直接影響手機的使用效果。當消費者到市場上購買手機電池時，總希望能購買到一塊價格合理、質(zhì)量較好的電池。但是目前市場上無論是購買者，或是銷售商都沒有一個標準的檢測手段來鑒別電池的質(zhì)量好壞與否。特別是當消費者與銷售商因為電池質(zhì)量發(fā)生爭議時，沒有一個標準儀器對電池的質(zhì)量作出鑒定。由此而來“水貨”電池乘機而入，投機商們可以大撈一把，消費者卻蒙受損失，而且無證據(jù)投訴，無從說理。從而造成手機電池市場混亂。為此國家技術(shù)監(jiān)督局和國家信息產(chǎn)業(yè)部于2000年12月在北京召開了“關(guān)于手機電池實行三包的會議”，并且即將出臺相關(guān)的法規(guī)。
經(jīng)過長期對手機電池內(nèi)保護IC的研究我們發(fā)現(xiàn)當電池發(fā)生外部正、負極短路時，正常情況下15us內(nèi)便會切斷電池供電回路。當短路現(xiàn)象撤消后有兩種情況A、電池自動恢復對外供電，B、電池不恢復供電，需要外部用適當?shù)碾妷涸醇せ铍姵睾?，電池方恢復對外部供?。對這個特點，在對電池短路保護功能測試時首先要準確把握對電池模擬短路的時間。一般控制在18us±2us，否則有可能發(fā)生錯誤測試、或損壞電池，嚴重時會損壞測試儀。另外在模擬短路后，用測試電池開路電壓的方式來判斷保護功能是否正常是不行的，其原因是電池在外部短路后有上述A、B兩種情況。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)當電池外部短路后，撤消短路現(xiàn)象便立即對電池實施放電，電池的保護IC是不會開通供電回路。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)狀，我們設計了一種測試儀，它具有電池可充電保護功能的測試；電池過充電保護功能的測試；電池過放電保護功能的測試；電池短路保護功能的測試功能。它的技術(shù)方案為它包括中心控制處理器，其P3、P4口通過地址、數(shù)據(jù)總線與固化有測試軟件的存儲單元及顯示單元連接，P1口用于各項功能檢測結(jié)果的顯示，P2口用于測試儀實時顯示及部分功能轉(zhuǎn)換；其連接有電池正極性電壓檢測電路、電池負極性電壓檢測電路、充電電流檢測電路、可帶輕負載電池短路保護測試電路和電池放電電路的測試電路。
本儀器能夠測試手機電池的可充電容量、過充電保護功能、放電保護功能、短路保護功能，對手電池性能作全面的測試。機體積小，操作方便，簡單，測量準確，方法標準。


附圖數(shù)碼智能電池測試儀電路圖具體實施方式
本測試儀的CPU選用80C196KB單片機，測試儀總共要測量4個外部參數(shù)包括電流、電壓、容量、時間。顯示8個參數(shù)包括電流、電壓、容量、時間、過充電保護功能(含有或無)、過放電功能(含有或無)短路保護功能(含有或無)、當前工作狀態(tài)。三個設置功能包括電池標稱容量、工作模式、電池極性。如附圖所示A、中心控制處理器(CPU)196KB單片機共有7個10位A/D口，本設計中用了6個ACH0電池正極性電壓檢測ACH1電池負極性電壓檢測ACH5充電電流檢測ACH4電池容量設置ACH2電池類型識別ACH3電池放電電流外部中斷口EXIT用于外部啟動儀器。脈沖寬度控制PWM口與外部緩沖保持電路配合構(gòu)成D/A轉(zhuǎn)換電路，控制充電電流的大小及電池短路保護測試電路輕負載的大小。
I/O口的使用P1口包括P1.0～P1.7端用于對各項功能檢測結(jié)果的顯示。P2口包括P2.6、P2.7端用于測試儀實時顯示部分功能轉(zhuǎn)。P3口包括AD0～AD7端、P4口包括AD8～AD15用于地址、數(shù)據(jù)總線。高速輸出口HSO用于功能的轉(zhuǎn)換。
B、輸入部分本測試儀的電壓測量有兩個口即ACH0和ACH1端，保證無論外部電池的極性與測試儀的輸入極性是否相符合，都能夠檢測到電池電壓。兩個電流測量接口ACH5和ACH3分別測量充電電流和放電電流。容量硬件設置輸入，工作模式硬件輸入，電池正、負極性硬件識別。各輸入接口放大器選用美國德洲儀器公司高精度，軌一軌放大器TLV2211。電路結(jié)構(gòu)分別為比較放大和差分放大。
C、輸出部分本測試儀利用196KB的PWM輸出作為D/A輸出控制充、放電電流的大小、利用196KB的P1、P2，及HSO口驅(qū)動發(fā)光二極管實時顯示過程及各參數(shù)含意，并且將測試手機電池各項功能顯示在儀器的面板上。P2口的另外一部分驅(qū)動功能轉(zhuǎn)換繼電器用來轉(zhuǎn)換充電、放電、及短路工作模式。
D、顯示部分本測試儀在工作中將4項參數(shù)實時顯示，用戶可以通過操作按鈕查詢，包括電池的當前充、放電電流、電壓、容量、時間。這些參數(shù)是通過四位八段LED數(shù)字顯示。內(nèi)部電路的實現(xiàn)是CPU的三大總線控制一片可編程動態(tài)掃描顯示按鍵IC8279，配備驅(qū)動電路實現(xiàn)。
電池放電的測試電路包括單片機80C196KB的高速輸出口HS0.3，電阻R28、R23、R17、RW2，電容C2、二極管D4、輸入接口放大器TLV2211及電池輕負載加載放電電路回路；電池輕負載加載、放電電路回路包括電池極性插頭1，切換開關(guān)K1的1、2，繼電器J1的3、1，功率管Q5的集電極C、發(fā)射極E、采樣電阻R2，繼電器J2的2、3，切換開關(guān)K1的5、4，電池極性插頭4，繼電器J1、J2的控制端通過控制開關(guān)管Q7、Q3與單片機80C196KB的HS0.0、HS0.1端連接。放電功能不采用外部恒定電流強迫放電的方式，而是利用電池自身的能量放電。
電池短路保護功能的測試，我們采用帶輕負載測試電流的方式測試手機電池保護功能。首先將一輕負載加入放電電路，然后短路放電電路，時間16秒，斷開短路裝置，輕負載保留，在此狀態(tài)下測試放電回路的電流，根據(jù)放電流的大小判斷手機電池的短路保護功能是否正常，電路的實現(xiàn)見下圖首先由80C196KB啟動HSO.0，通過控制開關(guān)管Q7使繼電器J1閉合，使測試電池正極通過插頭BAT的1→切換開關(guān)K1的1、2→繼電器J1的3、1(FD2)→功率管Q5的C極(FD2)→E極(射電極)→采樣電阻R2→繼電器J2的2、3→切換開關(guān)K1的、5、4→BAT的4→電池負極。構(gòu)成放電閉合回路。同時Q5的G極受到U13的控制，因此負載電流的大小是可控的。從而達到輕負載的目的。短路電路的實現(xiàn)80C196KBD啟動HS0.3，繼電器J3閉合。電池的正極通過插頭BAT的1→切換開關(guān)K1的1、2→繼電器J3的3、2→K1的5、4→插頭BAT的4→電池的負極，形成短路回路。
權(quán)利要求1.數(shù)碼智能電池測試儀，它包括中心控制處理器，其P3、P4口通過地址、數(shù)據(jù)總線與存儲單元、顯示單元連接，P1口用于各項功能檢測結(jié)果的顯示，P2口用于測試儀實時顯示及部分功能轉(zhuǎn)換，與中心控制處理器連接的電池正極性電壓檢測電路，電池負極性電壓檢測電路，充電電流檢測電路，其特征在于與中心控制處理器連接的有輕負載電池短路保護測試電路和電池放電電路的測試電路。
2.如權(quán)利要求1所述數(shù)碼智能電池測試儀其特征在于中心控制處理器采用單片機80C196KB。
3.如權(quán)利要求2所述數(shù)碼智能電池測試儀，其特征在于電池放電電路的測試電路包括單片機80C196KB的高速輸出口HS0.3，電阻R28、R23、R17、RW2，電容C2、二極管D4、輸入接口放大器TLV2211及電池加載放電電路回路；電池加載放電電路回路包括電池極性插頭1，切換開關(guān)K1的1、2，繼電器J1的3、1，功率管Q5的集電極C、發(fā)射極E、采樣電阻R2，繼電器J2的2、3，切換開關(guān)K1的5、4，電池極性插頭4，繼電器J1、J2的控制端通過控制開關(guān)管Q7、Q3與單片機80C196KB的HS0.0、HS0.1端連接。
4.如權(quán)利要求2述數(shù)碼智能電池測試儀，其特征在于輕負載電池短路保護測試電路，包括輕負載加載電路和短路電路，短路電路包括電池極性插頭1，切換開關(guān)K1的1、2，繼電路J3的3、2，切換開關(guān)K1的5、4，電池極性插頭4，繼電器J3的控制端通過控制開關(guān)管Q6、Q7與單片機80C196KB的HS0.0端連接，輕負載由單片機80C196KB的脈寬調(diào)制口PWM加在電池的輕負載加載放電電路上。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)碼智能電池測試儀。它包括中心控制處理器,其P3、P4口通過地址、數(shù)據(jù)總線與固化有測試軟件的存儲單元及顯示單元連接,P1口用于各項功能檢測結(jié)果的顯示,P2口用于測試儀實時顯示及部分功能轉(zhuǎn)換;其連接有電池正極性電壓檢測電路、電池負極性電壓檢測電路、充電電流檢測電路、可帶輕負載電池短路保護測試電路和電池放電的測試電路。它具有電池可充電保護功能的測試;電池過充電保護功能的測試;電池過放電保護功能的測試;電池短路保護功能的測試功能。
文檔編號G01R31/36GK2502281SQ0125164
公開日2002年7月24日 申請日期2001年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月22日
發(fā)明者曹景棠, 金橋生, 周漢文, 桂永生 申請人:武漢力興電源股份有限公司