一种锂电池组保护板二次过压检测装置
技术领域
本实用新型涉及锂电池检测技术领域，特别指一种锂电池组保护板二次过压检测装置。
背景技术
锂电池组保护板二次过压保护和恢复的过程如下：当锂电池组的输入电压达到二次保护电压时，保护板监控系统使能输出电平驱动保险丝，进而导通接地的MOSFET管形成回路，瞬间拉低输入到锂电池组的电压，防止锂电池组的过充，也避免了大电流熔断保险丝；当锂电池组的输入电压小于二次保护电压时，MOSFET管断开，保险丝恢复正常工作。
传统上，针对锂电池组保护板二次过压检测采用如下方法：方法1、屏蔽保险丝与MOSFET管，触发二次过压保护，再通过检测保护板监控系统使能输出的电平来间接判断锂电池组保护板二次过压保护功能是否正常；方法 2、直接触发二次过压保护导通MOSFET管，使得保险丝流过电流，再通过增加辅助电路检测锂电池组保护板二次过压保护功能是否正常。
但是，方法1存在如下缺点：没有真正使保险丝拉低输入到锂电池组的电压，即未检测保险丝是否正常，容易使保险丝异常的产品流入市场；方法 2存在如下缺点：由于前段模拟锂电池组输出二次保护电压的恒压源没有限流电阻，使得保险丝易受大电流冲击损坏，增加辅助电路检测导致系统变得复杂。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种锂电池组保护板二次过压检测装置，实现对锂电池组保护板二次过压检测的同时，对保险丝进行检测且避免保险丝被熔断，且无需额外增加辅助电路。
本实用新型是这样实现的：一种锂电池组保护板二次过压检测装置，包括一MCU、一高速ADC采集芯片、一模拟电池输出电路、一开关控制电路以及一电压电流采集电路；
所述MCU的一端与开关控制电路连接，另一端与所述高速ADC采集芯片连接；所述高速ADC采集芯片的一端与电压电流采集电路连接，另一端与所述模拟电池输出电路连接；所述模拟电池输出电路的一端与MCU连接，另一端与所述开关控制电路连接。
进一步地，所述模拟电池输出电路包括一运放N2A、一运放N2B、运放 N3A、一运放N3B、一MOSFET管U1、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以及一电阻 R33；
所述运放N3A的引脚1与电阻R14连接，引脚2与所述电阻R4以及高速ADC采集芯片连接，引脚3与所述电阻R13连接；所述电阻R14与电阻 R15以及电阻R16连接；所述MOSFET管U1的栅极与电阻R16连接，源极与所述电阻R6、电阻R33以及开关控制电路连接；所述电阻R33接地；所述电阻R13与MCU连接；
所述运放N3B的引脚5与电阻R12连接，引脚6与所述电阻R3以及高速ADC采集芯片连接，引脚7与所述电阻R15连接；所述电阻R12与MCU 连接；
所述运放N2A的引脚1与电阻R4以及电阻R8连接，引脚2与所述电阻 R7以及电阻R8连接，引脚3与所述电阻R6连接；所述电阻R7接地；
所述运放N2B的引脚5与电阻R9连接，引脚6与所述电阻R10以及电阻R11连接，引脚7与所述电阻R3以及电阻R11连接；所述电阻R9与电阻 R5连接；所述电阻R10与电阻R5连接并接地。
进一步地，所述开关控制电路包括一MOSFET管U2、一光电耦合器U3、一电阻R1、一电阻R2以及一电阻R22；
所述光电耦合器U3的引脚1与电阻R1连接，引脚2与所述MOSFET管U2的漏极连接，引脚3与所述电阻R22以及模拟电池输出电路连接，引脚4 与所述电阻R22连接；所述MOSFET管U2的栅极与电阻R2连接，源极接地；所述电阻R2与MCU连接。
进一步地，所述电压电流采集电路包括一运放N1A、一运放N1B、一电阻R23、一电阻R24、一电阻R25、一电阻R26、一电阻R27、一电阻R28、一电阻R29、一电阻R30、一电阻R31以及一电阻R32；
所述运放N1A的引脚1与电阻R26以及电阻R27连接，引脚2与所述电阻R25以及电阻R26连接，引脚3与所述电阻R23以及电阻R24连接；所述电阻R24以及电阻R25均接地；所述电阻R27与高速ADC采集芯片连接；
所述运放N1B的引脚7与电阻R31以及电阻R32连接，引脚6与所述电阻R30以及电阻R31连接，引脚5与所述电阻R28以及电阻R29连接；所述电阻R28接地；所述电阻R32与高速ADC采集芯片连接。
进一步地，所述高速ADC采集芯片的型号为TMS320F28377S。
本实用新型的优点在于：
通过所述MCU控制模拟电池输出电路，并经过所述开关控制电路向保护板进行模拟锂电池组的电压输出，触发保护板的二次过压保护来使能驱动保险丝与MOSFET管导通形成回路，使得保险丝有电流流过，实现对保险丝进行检测；同时所述高速ADC采集芯片通过电压电流采集电路，快速采集加载在保护板上的电压电流变化，并反馈给所述MCU来判断保护板的二次过压保护功能是否正常；通过设置所述开关控制电路有效预防了模拟电池输出电路输出的大电流对保险丝的冲击；即实现对锂电池组保护板二次过压检测的同时，对保险丝进行检测且避免保险丝被熔断，且无需额外增加辅助电路。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型一种锂电池组保护板二次过压检测装置的电路原理框图。
图2是本实用新型一种锂电池组保护板二次过压检测装置的电路图。
图3是本实用新型开关控制电路的电路图。
图4是本实用新型模拟电池输出电路的电路图。
图5是本实用新型电压电流采集电路的电路图。
图6是本实用新型测试保护板的电路图。
具体实施方式
请参照图1至图6所示，本实用新型一种锂电池组保护板二次过压检测装置的较佳实施例，包括一MCU、一高速ADC采集芯片、一模拟电池输出电路、一开关控制电路以及一电压电流采集电路；所述MCU用于控制开关控制电路的通断、控制所述模拟电池输出电路模拟锂电池组进行电压输出、监控所述高速ADC采集芯片采集的电压电流变化数据，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的MCU即可，并不限于何种型号，例如型号为ADuCM361的MCU，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述高速ADC采集芯片用于快速读取电压电流采集电路采集的电压电流变化数据；所述模拟电池输出电路用于模拟锂电池组进行电压输出；所述开关控制电路用于限制模拟电池输出电路输出的大电流，以免对保护板进行冲击进而熔断保险丝，并起到隔离电路的作用；所述电压电流采集电路用于采集加载在保护板上的电压电流数据；
所述MCU的一端与开关控制电路连接，另一端与所述高速ADC采集芯片连接；所述高速ADC采集芯片的一端与电压电流采集电路连接，另一端与所述模拟电池输出电路连接；所述模拟电池输出电路的一端与MCU连接，另一端与所述开关控制电路连接。
所述模拟电池输出电路包括一运放N2A、一运放N2B、运放N3A、一运放N3B、一MOSFET管U1、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以及一电阻R33；
所述运放N3A的引脚1与电阻R14连接，引脚2与所述电阻R4以及高速ADC采集芯片连接，引脚3与所述电阻R13连接；所述电阻R14与电阻R15以及电阻R16连接；所述MOSFET管U1的栅极与电阻R16连接，源极与所述电阻R6、电阻R33以及开关控制电路连接；所述电阻R33接地；所述电阻R13与MCU连接；
所述运放N3B的引脚5与电阻R12连接，引脚6与所述电阻R3以及高速ADC采集芯片连接，引脚7与所述电阻R15连接；所述电阻R12与MCU 连接；
所述运放N2A的引脚1与电阻R4以及电阻R8连接，引脚2与所述电阻 R7以及电阻R8连接，引脚3与所述电阻R6连接；所述电阻R7接地；
所述运放N2B的引脚5与电阻R9连接，引脚6与所述电阻R10以及电阻R11连接，引脚7与所述电阻R3以及电阻R11连接；所述电阻R9与电阻 R5连接；所述电阻R10与电阻R5连接并接地。
所述开关控制电路包括一MOSFET管U2、一光电耦合器U3、一电阻R1、一电阻R2以及一电阻R22；所述电阻R22为限流电阻，用于预防所述模拟电池输出电路输出大电流对保护板的保险丝进行冲击；所述光电耦合器U3 使得开关电路的输入与输出在电气上完全隔离，避免所述模拟电池输出电路输出的大电流对MCU产生影响；
所述光电耦合器U3的引脚1与电阻R1连接，引脚2与所述MOSFET管 U2的漏极连接，引脚3与所述电阻R22以及模拟电池输出电路连接，引脚4 与所述电阻R22连接；所述MOSFET管U2的栅极与电阻R2连接，源极接地；所述电阻R2与MCU连接；所述电阻R22与保护板连接。
所述电压电流采集电路包括一运放N1A、一运放N1B、一电阻R23、一电阻R24、一电阻R25、一电阻R26、一电阻R27、一电阻R28、一电阻R29、一电阻R30、一电阻R31以及一电阻R32；所述运放N1A、运放N1B、运放 N2A、运放N2B、运放N3A以及运放N3B的型号均为OPA2188，用于信号的放大；
所述运放N1A的引脚1与电阻R26以及电阻R27连接，引脚2与所述电阻R25以及电阻R26连接，引脚3与所述电阻R23以及电阻R24连接；所述电阻R24以及电阻R25均接地；所述电阻R27与高速ADC采集芯片连接；
所述运放N1B的引脚7与电阻R31以及电阻R32连接，引脚6与所述电阻R30以及电阻R31连接，引脚5与所述电阻R28以及电阻R29连接；所述电阻R28接地；所述电阻R32与高速ADC采集芯片连接；所述电阻R23、电阻R29以及电阻R30均与保护板连接。
所述高速ADC采集芯片的型号为TMS320F28377S。
本实用新型工作原理：
参见图6，现有保护板包括保险丝F1、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2以及MOSFET管Q3，触发MOSFET管Q1以及MOSFET管Q2关断的B+/B-端电压为一次保护电压，触发MOSFET管Q3导通进而拉低保险丝F1的电压为二次保护电压，从开始加载电压至加载到二次保护电压的时间T为二次过压保护延时。
所述MCU使能控制开关控制电路导通，并控制所述模拟电池输出电路向保护板输出电压，并启动内部定时器进行计时，起点时间为T1；经过一段时间，保护板的输入电压达到二次保护电压，保护板的B+/B-端电压被拉低，并和前端电压形成回路输出电流；所述高速ADC采集芯片通过电压电流采集电路采集到保护板的B+/B-端电压被拉低的变化量，采集所述模拟电池输出电路中电流值瞬间拉高的变化量，并将数据反馈给所述MCU；所述MCU在时间T2接收到高速ADC采集芯片反馈的电压电流变化量，则说明保护板的二次过压保护功能正常，且T2-T1为二次过压保护延时；若所述MCU未接收到 ADC采集芯片反馈的电压电流变化量，则说明保护板的二次过压保护功能异常。
综上所述，本实用新型的优点在于：
通过所述MCU控制模拟电池输出电路，并经过所述开关控制电路向保护板进行模拟锂电池组的电压输出，触发保护板的二次过压保护来使能驱动保险丝与MOSFET管导通形成回路，使得保险丝有电流流过，实现对保险丝进行检测；同时所述高速ADC采集芯片通过电压电流采集电路，快速采集加载在保护板上的电压电流变化，并反馈给所述MCU来判断保护板的二次过压保护功能是否正常；通过设置所述开关控制电路有效预防了模拟电池输出电路输出的大电流对保险丝的冲击；即实现对锂电池组保护板二次过压检测的同时，对保险丝进行检测且避免保险丝被熔断，且无需额外增加辅助电路。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
