專利名稱：防沖擊型恒壓源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池測試設(shè)備，具體來說，涉及一種適用于鋰離子電池測試的防沖擊型恒壓源。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池測試設(shè)備中，通常采用限流恒壓源對電池進行充電。恒壓源一開始以限定的電流對電池恒流充電，在電池電壓上升到設(shè)定的恒定電壓時，恒壓源改為以恒定電壓對電池充電，這時充電電流逐漸減少，直到電流降為零；在恒壓源空載輸出時，恒壓源沒有輸出電流，但要求輸出設(shè)定的電壓，但在這時接入電池，會在電池接入的瞬間產(chǎn)生較大的沖擊電流，沖擊電流過大還會影響電池的性能。產(chǎn)生電流沖擊的原因是在恒壓源空載輸出時，恒壓源的功率管已經(jīng)導通，在接入電池的瞬間，由于電池電壓低于恒壓輸出值，因此瞬間拉低了功率管的源極(S極)電壓，由于功率管驅(qū)動極(G極)電壓不能突變，導致功率管的驅(qū)動電壓立即變大，驅(qū)動功率管輸出一個較大的沖擊電流，雖然限流恒壓控制電路會根據(jù)限制電流自動調(diào)節(jié)功率管的導通狀態(tài)，但由于調(diào)整需要一定的時間，因此沖擊電流會持續(xù)一小段時間，沖擊電流的大小和電池電壓有關(guān)，電池電壓越低，產(chǎn)生的沖擊電流就越大。

實用新型內(nèi)容針對以上的不足，本實用新型提供了一種適用于鋰離子電池測試的防沖擊型恒壓源，它包括對電源輸出進行限流和恒壓控制的限流恒壓控制電路，以及采樣電池電壓信號的功率電路和采樣電池電流信號的分流器R1，所述功率電路包括一個驅(qū)動電壓低、輸出電流大的輔助功率電路，以及一個驅(qū)動電壓高、輸出電流小的主功率電路。所述輔助功率電路和主功率電路之間并聯(lián)連接，所述恒壓源在空載輸出時，只有輔助功率電路導通，主功率電路不導通。所述輔助功率電路采用NPN型三極管Q2和限流電阻R12構(gòu)成，限流電阻R12連接在三極管Q2的射極。所述主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管Ql構(gòu)成。所述限流恒壓控制電路由運放器U1、U2、U3和外圍電路組成，通過運放器Ul比較設(shè)定的電壓信號Vset和采樣的電池電壓信號Vcy，控制功率單元的導通，實現(xiàn)恒壓控制；通過運放器U3、電阻R8、R9、RIO、Rll構(gòu)成差分放大電路，將分流器Rl上的電壓信號差分放大，采用得到電流采樣信號Icy，再通過運放器U2比較設(shè)定的電壓信號Iset和采樣的電流信號Icy，控制功率單元的導通，實現(xiàn)恒壓控制。本實用新型的有益效果本實用新型的防沖擊型恒壓源的主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管構(gòu)成，輔助功率電路采用NPN型三極管和限流電阻構(gòu)成，利用三極管的驅(qū)動導通電壓比場效應(yīng)管的驅(qū)動導通電壓低得多的原理，在恒壓空載輸出時，只需控制輔助電路導通，主功率電路不導通，在電池接入恒壓源的瞬間，主功率電路由于驅(qū)動電壓不夠，還是不能導通，只有輔助功率電路輸出電流，而輔助電路最大輸出電流由該電路的限流電阻限制，輸出電流很小，因此，不會對電池產(chǎn)生電流沖擊，不會影響電池性能，而且功率管沒有沖擊電流流過，不會因為導通瞬間電流過大而擊穿損壞，可靠性高；還有，增加的輔助功率電路原理簡單，容易實現(xiàn)。

圖1為本實用新型的防沖擊型恒壓源的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步闡述。如圖1所示，本實用新型的防沖擊型恒壓源包括對電源輸出進行限流和恒壓控制的限流恒壓控制電路，以及采樣電池電壓信號的功率電路和采樣電池電流信號的分流器R1，所述功率電路包括一個驅(qū)動電壓低、輸出電流大的輔助功率電路，以及一個驅(qū)動電壓高、輸出電流小的主功率電路。所述輔助功率電路和主功率電路之間并聯(lián)連接，采用公共的驅(qū)動信號，輔助功率電路需要的驅(qū)動電壓低，但是可以輸出的電流小，主功率電路需要的驅(qū)動電壓高，但是可以輸出大電流，因此輔助功率電路會優(yōu)先于主功率電路動作，在恒壓源空載輸出時只有輔助功率電路導通，而輔助功率電路只能輸出很小的電流，因此在電池接入恒壓源后不會出現(xiàn)電流沖擊現(xiàn)象。所述輔助功率電路采用NPN型三極管Q2和限流電阻R12構(gòu)成，限流電阻R12連接在三極管Q2的射極；所述主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管Ql構(gòu)成；所述限流恒壓控制電路由運放器U1、U2、U3和外圍電路組成，通過運放器Ul比較設(shè)定的電壓信號Vset和采樣的電池電壓信號Vcy，控制功率單元的導通，實現(xiàn)恒壓控制；通過運放器U3、電阻R8、R9、R10、 Rll構(gòu)成差分放大電路，將分流器Rl上的電壓信號差分放大，采用得到電流采樣信號Icy， 再通過運放器U2比較設(shè)定的電壓信號Iset和采樣的電流信號Icy，控制功率單元的導通， 實現(xiàn)恒壓控制。由于主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管Ql構(gòu)成，輔助功率電路采用NPN型三極管Q2和限流電阻R12構(gòu)成，利用三極管的驅(qū)動導通電壓比場效應(yīng)管的驅(qū)動導通電壓低得多的原理，在恒壓空載輸出時只需控制輔助功率電路導通，主功率電路不導通，在電池Bl接入恒壓源的瞬間，主功率電路由于驅(qū)動電壓不夠，還是不能導通，只有輔助功率電路輸出電流，而輔助電路最大輸出電流由該電路的限流電阻R12限制，輸出電流很小，因此可以防止恒壓源輸出沖擊電流。由于輔助功率電路可以輸出的很小，遠低于限定的輸出電流，因此限流恒壓控制電路的輸出電壓會繼續(xù)升高，控制主功率電路逐漸導通，恒壓源輸出電流逐漸增大，直到等于限定電流為止。Vset是設(shè)定的恒定電壓信號，Vcy是采樣回來的電池電壓信號，分別輸入到運放 Ul的同相輸入端和反相輸入端，通過運放Ul進行比較，當電池電壓Vcy低于設(shè)定的恒定電壓Vset時，運放Ul輸出高電平，控制功率電路導通，當電池電壓Vcy高于于設(shè)定的恒定電壓Vset時，運放Ul輸出低電平，控制功率電路關(guān)斷，從而實現(xiàn)了恒壓控制功能。電阻R8、R9、R10、R11和運放U3構(gòu)成了差分放大電路，將分流器Rl上的電壓信號差分放大，運放U3的輸出是電流采樣信號Icy，Iset是設(shè)定的限定電流信號，Iset和Icy 分別輸入到到運放U2的同相輸入端和反相輸入端進行比較。當采樣電流Icy低于限定電流Iset時，運放U2輸出高電平，控制功率管導通，當采樣電流Icy高于限定電流Iset時， 運放U2輸出低電平，控制功率管關(guān)斷，從而實現(xiàn)了限流控制功能。功率電路的驅(qū)動信號VG 由恒壓控制和限流控制的輸出共同決定，因此實現(xiàn)了限流恒壓充電。當設(shè)定恒壓源輸出4. 2V電壓，而且沒有外接電池時，這時恒壓源沒有外接負載， 輸出電流為零，由于輔助功率電路采用三極管Q2和R12構(gòu)成，只要VG和VS的電壓差超過 0. 7V，大于三極管Q2的PN節(jié)電壓，就可以控制三極管Q2導通，例如控制恒壓源輸出4. 2V, 限流恒壓控制電路只要控制VG電壓約為4. 9V，即可輸出4. 2V恒定電壓，而主功率電路采用場效應(yīng)管Ql構(gòu)成，要驅(qū)動場效應(yīng)管Ql導通的閥值電壓約為3V，而這時驅(qū)動電壓等于VG減去VS，僅為0. 7V，因此主功率電路不能導通。這時如果接入電池，由于鋰離子電池正常電壓范圍約為2. 5^4. 2V，假設(shè)接入電池電壓值是2. 5V，接入電池后，瞬間會把VS電壓拉低到2. 5V，這時VG和VS之間的電壓差上升到2. 4V，還不足以打通場效應(yīng)管Q1，因此這時場效應(yīng)管Ql不會輸出電流，而輔助功率電路由于有限流電阻R12的作用，限制了三極管Q2的輸出電流，輔助電路的輸出電流也很小， 因此恒壓源不會在電池接入瞬間輸出一個大的沖擊電流。而限流恒壓控制電路會自動根據(jù)電池電壓和電流的變化，自動調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動電壓VG，并控制VG上升到足夠高的電壓，控制場效應(yīng)管Ql導通，直到恒壓源輸出電流上升到限定電流為止，這時恒壓源的輸出電流為主功率電路和輔助功率電路的輸出電流之和。以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式，本實用新型并不局限于上述實施方式，在實施過程中可能存在局部微小的結(jié)構(gòu)改動，如果對本實用新型的各種改動或變型不脫離本實用新型的精神和范圍，且屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求1.一種防沖擊型恒壓源，它包括對電源輸出進行限流和恒壓控制的限流恒壓控制電路，以及采樣電池電壓信號的功率電路和采樣電池電流信號的分流器Rl，其特征在于，所述功率電路包括一個驅(qū)動電壓低、輸出電流大的輔助功率電路，以及一個驅(qū)動電壓高、輸出電流小的主功率電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防沖擊型恒壓源，其特征在于，所述輔助功率電路和主功率電路之間并聯(lián)連接，所述恒壓源在空載輸出時，只有輔助功率電路導通，主功率電路不導器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防沖擊型恒壓源，其特征在于，所述輔助功率電路采用NPN型三極管Q2和限流電阻R12構(gòu)成，限流電阻R12連接在三極管Q2的射極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防沖擊型恒壓源，其特征在于，所述主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管Ql構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防沖擊型恒壓源，其特征在于，所述限流恒壓控制電路由運放器U1、U2、U3和外圍電路組成，通過運放器Ul比較設(shè)定的電壓信號Vset和采樣的電池電壓信號Vcy，控制功率單元的導通，實現(xiàn)恒壓控制；通過運放器U3、電阻R8、R9、RIO、Rll構(gòu)成差分放大電路，將分流器Rl上的電壓信號差分放大，采用得到電流采樣信號Icy，再通過運放器U2比較設(shè)定的電壓信號Iset和采樣的電流信號Icy，控制功率單元的導通，實現(xiàn)恒壓控制。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于鋰離子電池測試的防沖擊型恒壓源，它包括對電源輸出進行限流恒壓控制的限流恒壓控制電路和采樣電池電流信號的分流器，以及一個驅(qū)動電壓低、輸出電流大的輔助功率電路和一個驅(qū)動電壓高、輸出電流小的主功率電路，輔助功率電路和主功率電路之間并聯(lián)連接，采用公共的驅(qū)動信號，主功率電路采用N溝道的場效應(yīng)管Q1構(gòu)成，輔助功率電路采用NPN型三極管Q2和限流電阻R12構(gòu)成，利用三極管的驅(qū)動導通電壓比場效應(yīng)管的驅(qū)動導通電壓低得多的原理，在恒壓源空載輸出時只有輔助功率電路導通，而輔助功率電路只能輸出很小的電流，遠低于限定的輸出電流，因此在電池接入恒壓源后不會出現(xiàn)電流沖擊現(xiàn)象。
文檔編號G05F1/46GK202003254SQ20112009648
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者余榮鋒 申請人:廣州江僑電子設(shè)備有限公司