專利名稱：一種鋰離子電池保護ic線路板測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鋰離子電池保護IC線路板測試領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池 保護IC線路板測試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋰離子電池保護IC線路板通常由人手工測試，需要用到的資源有可調(diào)直 流電源和數(shù)字萬用表。由于電池保護IC線路板需要測試的項目包含功耗、過充保護、過放 保護、過流保護等，需逐一測試每一節(jié)電池的保護情況，測試一塊線路板要進行多次電壓切 換。故用人工方法測試，效率低下，操作復(fù)雜，同時還需要人為判斷不合格的線路板，在大批 量的測試中，容易出現(xiàn)誤判斷的情況。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決現(xiàn)有的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置由人手工測試，效 率低下，操作復(fù)雜的技術(shù)問題。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問體，本實用新型提供一種鋰離子電池保護IC線路板 測試裝置，所述線路板上設(shè)有鋰離子電池保護IC，包括用以根據(jù)外部控制信號提供模擬鋰離子電池電壓的電壓模擬單元，所述電壓模擬裝置與待測線路板的電壓輸入端相連；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出功耗信號的功耗信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過放待判信號的過放待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過充待判信號的過充待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過流待判信號的過流待判信號反饋單元；用以分別根據(jù)功耗信號、過放待判信號、過充待判信號、過流待判信號判斷待測線 路板是否合格的判斷單元。進一步地，所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，還包括用以提供所述外 部控制信號的外部控制單元；用以連接電壓模擬單元與外部控制單元的通信單元。進一步地，所述電壓模擬單元包括用以提供模擬數(shù)字電壓的模擬數(shù)字電壓單元； 用以將所述數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。進一步地，所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，還包括將所述模擬電壓進 行放大的電壓放大單元。進一步地，所述電壓放大單元包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、 第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一晶體管、第二晶體管；第一運算放 大器的正輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接，第一運算放大器的輸出端連接第一電阻的 一端，第一電阻的另一端經(jīng)第二電阻與地連接，第一運算放大器的負(fù)輸入端連接在第一電 阻和第二電阻之間；第二運算放大器的正輸入端與第一運算放大器的輸出端相連；第二運 算放大器的輸出端分別與第三電阻、第四電阻、第五電阻連接；第三電阻的另一端與第一晶體管的基極相連，第一晶體管的集電極與電源連接，第一晶體管的發(fā)射極與第二晶體管的 發(fā)射極連接，第四電阻的另一端與第一晶體管的發(fā)射極連接，第五電阻的另一端與第二晶 體管的基極連接，第二晶體管的集電極與地連接；第六電阻的一端與第一晶體管的發(fā)射極 連接，第六電阻的另一端為電壓放大單元的輸出端。進一步地，所述功耗信號反饋單元包括第四運算放大器，第七電阻、第八電阻、第 九電阻、第十電阻；所述第四運算放大器的正輸入端通過第七電阻與電壓放大單元的輸出 端相連，所述第七電阻靠近第四運算放大器的正輸入端的一端通過第九電阻與地連接；所 述第四運算放大器的負(fù)輸入端通過第八電阻與所述第一晶體管的發(fā)射極連接；所述第四運 算放大器的負(fù)輸入端與所述第四運算放大器的輸出端連接；所述第四運算放大器的輸出端 與判斷單元連接。進一步地，所述過充待判信號反饋單元包括第三運算放大器、第十一電阻、第 十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻；所述第三運算放大器的正輸 入端通過第十二電阻與電壓放大單元的輸出端連接；第十二電阻靠近第三運算放大器正輸 入端的一端經(jīng)過第十四電阻與地連接；第三運算放大器的負(fù)輸入端通過第十一電阻與待測 線路板的正壓輸出端相連，第十一電阻的另一端通過第十三電阻與地連接。進一步地，所述過放待判信號反饋單元包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)連接于判斷 單元與待測線路板的正壓輸出端之間。進一步地，所述過流信號反饋單元包括第五運算放大器、第六運算放大器、第 十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、PM0S管；第五運算放大器的正輸入端與判斷單元相 連，第五運算放大器的輸出端與第十七電阻相連，第十七電阻的另一端通過第十八電阻與 地相連，第五運算放大器的負(fù)輸入端連接于第十七電阻和第十八電阻之間；第六運算放大 器的正輸入端與第五運算放大器的輸出端相連；第六運算放大器的輸出端與PM0S管的柵 極相連，PM0S管的漏極與待測線路板的負(fù)壓輸出端連接，PM0S管的源極與電源連接。本實用新型提供的一種鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，包括用以根據(jù)外部 控制信號提供模擬鋰離子電池電壓的電壓模擬單元，所述電壓模擬裝置與待測線路板的電 壓輸入端相連；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出功耗信號的功耗信號反饋單元；用以 根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過放待判信號的過放待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線 路板的輸出電壓輸出過充待判信號的過充待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出 電壓輸出過流待判信號的過流待判信號反饋單元；用以分別根據(jù)功耗信號、過放待判信號、 過充待判信號、過流待判信號判斷待測線路板是否合格的判斷單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 效率高，操作簡單的優(yōu)點。

圖1是本實用新型實施例的電路原理圖；圖2是本實用新型實施例的待測線路板的電路圖；圖3是本實用新型實施例電壓放大單元的電路圖；圖4是本實用新型實施例功耗信號反饋單元的電路圖；圖5是本實用新型實施例過充待判信號反饋單元的電路圖；圖6是本實用新型實施例過放待判信號反饋單元的電路圖；[0027]圖7是本實用新型實施例過流待判信號反饋單元的電路圖；圖8是本實用新型實施例判斷單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1是本實用新型實施例的電路原理圖；圖2是本實用新型實施例的待測線路板 的電路圖；圖3是本實用新型實施例電壓放大單元的電路圖；圖4是本實用新型實施例功 耗信號反饋單元的電路圖；圖5是本實用新型實施例過充待判信號反饋單元的電路圖；圖6 是本實用新型實施例過放待判信號反饋單元的電路圖；圖7是本實用新型實施例過流待判 信號反饋單元的電路圖；圖8是本實用新型實施例判斷單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的電路圖。如 圖1至圖8所示的一種鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，所述線路板上設(shè)有鋰離子電池 保護IC，包括 用以根據(jù)外部控制信號提供模擬鋰離子電池電壓的電壓模擬單元，所述電壓模擬裝置與待測線路板的電壓輸入端相連；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出功耗信號的功耗信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過放待判信號的過放待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過充待判信號的過充待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過流待判信號的過流待判信號反饋單元；用以分別根據(jù)功耗信號、過放待判信號、過充待判信號、過流待判信號判斷待測線 路板是否合格的判斷單元。進一步地，所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，還包括用以提供所述外 部控制信號的外部控制單元；用以連接電壓模擬單元與外部控制單元的通信單元。進一步地，所述電壓模擬單元包括用以提供模擬數(shù)字電壓的模擬數(shù)字電壓單元； 用以將所述數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。進一步地，所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，還包括將所述模擬電壓進 行放大的電壓放大單元。進一步地，所述電壓放大單元包括第一運算放大器Q1、第二運算放大器Q2、第一 電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一晶體管、第 二晶體管；第一運算放大器的正輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接，第一運算放大器的 輸出端連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端經(jīng)第二電阻與地連接，第一運算放大器的 負(fù)輸入端連接在第一電阻和第二電阻之間；第二運算放大器的正輸入端與第一運算放大器 的輸出端相連；第二運算放大器的輸出端分別與第三電阻、第四電阻、第五電阻連接；第三 電阻的另一端與第一晶體管的基極相連，第一晶體管的集電極與電源連接，第一晶體管的 發(fā)射極與第二晶體管的發(fā)射極連接，第四電阻的另一端與第一晶體管的發(fā)射極連接，第五 電阻的另一端與第二晶體管的基極連接，第二晶體管的集電極與地連接；第六電阻的一端 al與第一晶體管的發(fā)射極連接，第六電阻的另一端a2為電壓放大單元的輸出端。進一步地，所述功耗信號反饋單元包括第四運算放大器Q4，第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10 ；所述第四運算放大器的正輸入端通過第七電阻與電壓 放大單元的輸出端相連，所述第七電阻靠近第四運算放大器的正輸入端的一端通過第九電 阻與地連接；所述第四運算放大器的負(fù)輸入端通過第八電阻與所述第一晶體管的發(fā)射極連 接；所述第四運算放大器的負(fù)輸入端與所述第四運算放大器的輸出端連接；所述第四運算 放大器的輸出端與判斷單元連接。進一步地，所述過充待判信號反饋單元包括第三運算放大器Q3、第十一電阻 R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16 ； 所述第三運算放大器的正輸入端通過第十二電阻與電壓放大單元的輸出端連接；第十二電 阻靠近第三運算放大器正輸入端的一端經(jīng)過第十四電阻與地連接；第三運算放大器的負(fù)輸 入端通過第十一電阻與待測線路板的正壓輸出端相連，第十一電阻的另一端通過第十三電 阻與地連接。進一步地，所述過放待判信號反饋單元包括第一開關(guān)P2，所述第一開關(guān)連接于判 斷單元與待測線路板的正壓輸出端之間。進一步地，所述過流信號反饋單元包括第五運算放大器Q5、第六運算放大器Q6、 第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、PM0S管；第五運算放大器的正輸入端 與判斷單元相連，第五運算放大器的輸出端與第十七電阻相連，第十七電阻的另一端通過 第十八電阻與地相連，第五運算放大器的負(fù)輸入端連接于第十七電阻和第十八電阻之間； 第六運算放大器的正輸入端與第五運算放大器的輸出端相連；第六運算放大器的輸出端與 PM0S管的柵極相連，PM0S管的漏極與待測線路板的負(fù)壓輸出端連接，PM0S管的源極與電源 連接。
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例的工作過程做詳細說明本實用新型采用主控單片機C8051F120和外置D/A轉(zhuǎn)換芯片AD5724，依次測試電 池保護IC線路板的功耗、過充、過放和過流保護功能。單片機I/O端口 P0. 2、P0. 3、P0. 4、 P0. 5、P0. 6、P0. 7 分別與 AD5724 端口 SDIN、SYNC、/LDAC、/CLR、SCLK、SDO 連接，控制 AD5724 輸出4路模擬電壓VA、VB、VC、VD，分別經(jīng)4路運算放大器放大電路放大至VT1、VT2、VT3、 VT4 ；該電壓模擬各節(jié)電池工作狀態(tài)，提供給電池保護IC線路板。al，a2之間連接功耗采樣 電阻R6，經(jīng)由運算放大器差分放大后反饋至C8051F模擬輸入端口 AINO. 0、AIN0. UAIN0. 2、 AIN0. 3。電池保護IC線路板的P+端與VT1經(jīng)過比較器后，連接到C8051F的AIN2. 0采樣。 C8051F內(nèi)置DAC0端口連接至運算放大器放大電路，由運算放大器輸出電壓控制PM0S管柵 極開啟狀態(tài)。VCC連接電阻R19，R19另一引腳連接PM0S管源極和運算放大器的負(fù)反饋管 腳。PM0S管漏極連接外部電池保護IC線路板的P-端口。下面是具體的測試原理和流程。第一步，功耗測試AD5724輸出VA、VB、VC、VD，經(jīng)差分放大電路放大至VT1、VT2、VT3、VT4，該電壓模 擬各節(jié)電池正常工作電壓，提供給外部電池保護IC線路板。電阻R6為保護IC線路板功耗 采樣電阻，采樣VT1、VT2、VT3、VT4正常供電時流經(jīng)它的電流產(chǎn)生的電壓，經(jīng)由差分放大電 路反饋至C8051F模擬輸入端口 AINO. 0.AIN0. UAINO. 2、AIN0. 3，檢測保護IC線路板功耗。第二步，過充測試VT1過充測試AD5724輸出正常電壓VA、VB、VC、VD，保證電池保護IC線路板正常 工作狀態(tài)，再將VA由正常電壓變化為保護IC過充下限保護閾值電壓VACL，同時P+端與VT1端通過比較器比較兩端口電壓變化，由AIN2. 0進行采樣。保護IC正常工作時AIN2. 0為0 電平，如此刻采樣到0電平，則保護IC未進入保護狀態(tài)，判斷PASS并繼續(xù)下一測試步驟；如 此刻采樣到高電平，則保護IC進入保護狀態(tài)，判斷FAIL并停止測試。下一階段，VA在下限 保護閾值電壓VACL基礎(chǔ)上提升到過充上限保護閾值電壓VACH，同時P+端與VT1端通過比 較器比較。此刻保護IC應(yīng)為保護狀態(tài)，采樣AIN2. 0端為高電平2. 4V，判斷PASS繼續(xù)下一 步測試。反之，如AIN2. 0仍為0電平則FAIL，停止測試。VT2，VT3，VT4過充測試類似VT1過充測試，AD5724輸出正常電壓VA、VB、VC、VD， 在測試VT2，VT3，VT4過充時，分別將VB、VC、VD變化為保護IC過充下限保護閾值電壓，并 保持其余三節(jié)電壓，采樣AIN2. 0判斷，測試通過后再分別將VB、VC、VD提升到過充上限保護 閾值電壓，采樣AIN2.0判斷。第三步，過放測試VT1過放測試AD5724輸出正常電壓VA、VB、VC、VD，再將VA正常電壓變化為保護 IC過放上限保護閾值電壓VA0H ；同時控制開關(guān)P2閉合，由AIN2. 1端口采樣P+端口電平變 化。保護IC正常工作時AIN2. 1為2. 4V，如此刻AIN2. 1采樣到2. 4V，保護IC未進入保護 狀態(tài)，判斷PASS，繼續(xù)下一測試步驟；如此刻采樣為0V則保護IC進入保護狀態(tài)，判斷FAIL 并停止測試。下一階段，VA在上限保護閾值電壓VA0H基礎(chǔ)上降低至過放下限保護閾值電 壓VA0L，同樣采樣AIN2. 1端檢測P+端口電平變化。保護IC在此刻應(yīng)為保護狀態(tài)，AIN2. 1 端口為0V，判斷PASS，繼續(xù)下一步測試。反之，如AIN2. 1仍為2. 4V則FAIL，停止測試。VT2，VT3，VT4過放測試類似VT1過放測試，AD5724輸出正常電壓VA、VB、VC、VD， 在測試VT2，VT3，VT4過放時，分別將VB、VC、VD變化為保護IC過放上限保護閾值電壓，并 保持其余三節(jié)電壓，采樣AIN2. 1判斷，測試通過后再分別將VB、VC、VD降低至過放下限保護 閾值電壓，采樣AIN2. 1判斷。第四步，過流測試AD5724輸出正常電壓VA、VB、VC、VD，C8051通過DAC0輸出電壓，經(jīng)運算放大器的 放大電路后，由運算放大器輸出管腳控制PM0S管柵極導(dǎo)通狀態(tài)。此刻VCC通過電阻R19以 一定大小電流由P-流入電池保護IC電路。由AIN2. 1實時檢測P+端口電平變化，在正常 狀態(tài)P+端口輸出高電平，P-輸入一定大小電流后，AIN2. 1檢測到P+端口由高電平2. 4V變 化為0. 3V低電平，則保護IC發(fā)生過流保護狀態(tài)，判斷PASS，否則FAIL。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，所述線路板上設(shè)有鋰離子電池保護IC，其特征在于包括用以根據(jù)外部控制信號提供模擬鋰離子電池電壓的電壓模擬單元，所述電壓模擬裝置與待測線路板的電壓輸入端相連；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出功耗信號的功耗信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過充待判信號的過充待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過放待判信號的過放待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過流待判信號的過流待判信號反饋單元；用以分別根據(jù)功耗信號、過放待判信號、過充待判信號、過流待判信號判斷待測線路板是否合格的判斷單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在于還包括 用以提供所述外部控制信號的外部控制單元；用以連接電壓模擬單元與外部控制單元的通信單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在于所述電壓 模擬單元包括用以提供模擬數(shù)字電壓的模擬數(shù)字電壓單元； 用以將所述數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在于還包括將 所述模擬電壓進行放大的電壓放大單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在于所述電壓 放大單元包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電 阻、第五電阻、第六電阻、第一晶體管、第二晶體管；第一運算放大器的正輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換 單元的輸出端連接，第一運算放大器的輸出端連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端經(jīng) 第二電阻與地連接，第一運算放大器的負(fù)輸入端連接在第一電阻和第二電阻之間；第二運 算放大器的正輸入端與第一運算放大器的輸出端相連；第二運算放大器的輸出端分別與第 三電阻、第四電阻、第五電阻連接；第三電阻的另一端與第一晶體管的基極相連，第一晶體 管的集電極與電源連接，第一晶體管的發(fā)射極與第二晶體管的發(fā)射極連接，第四電阻的另 一端與第一晶體管的發(fā)射極連接，第五電阻的另一端與第二晶體管的基極連接，第二晶體 管的集電極與地連接；第六電阻的一端與第一晶體管的發(fā)射極連接，第六電阻的另一端為 電壓放大單元的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征 在于所述功耗信號反饋單元包括第四運算放大器，第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十 電阻；所述第四運算放大器的正輸入端通過第七電阻與電壓放大單元的輸出端相連，所述 第七電阻靠近第四運算放大器的正輸入端的一端通過第九電阻與地連接；所述第四運算放 大器的負(fù)輸入端通過第八電阻與所述第一晶體管的發(fā)射極連接；所述第四運算放大器的負(fù) 輸入端與所述第四運算放大器的輸出端連接；所述第四運算放大器的輸出端與判斷單元連 接。
7.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在 于所述過充待判信號反饋單元包括第三運算放大器、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻；所述第三運算放大器的正輸入端通過第十二 電阻與電壓放大單元的輸出端連接；第十二電阻靠近第三運算放大器正輸入端的一端經(jīng)過 第十四電阻與地連接；第三運算放大器的負(fù)輸入端通過第十一電阻與待測線路板的正壓輸 出端相連，第十一電阻的另一端通過第十三電阻與地連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在 于所述過放待判信號反饋單元包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)連接于判斷單元與待測線路 板的正壓輸出端之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，其特征在 于所述過流信號反饋單元包括第五運算放大器、第六運算放大器、第十七電阻、第十八 電阻、第十九電阻、PM0S管；第五運算放大器的正輸入端與判斷單元相連，第五運算放大器 的輸出端與第十七電阻相連，第十七電阻的另一端通過第十八電阻與地相連，第五運算放 大器的負(fù)輸入端連接于第十七電阻和第十八電阻之間；第六運算放大器的正輸入端與第五 運算放大器的輸出端相連；第六運算放大器的輸出端與PM0S管的柵極相連，PM0S管的漏極 與待測線路板的負(fù)壓輸出端連接，PM0S管的源極與電源連接。
專利摘要本實用新型提供了一種鋰離子電池保護IC線路板測試裝置，包括用以根據(jù)外部控制信號提供模擬鋰離子電池電壓的電壓模擬單元，所述電壓模擬裝置與待測線路板的電壓輸入端相連；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出功耗信號的功耗信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過放待判信號的過放待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過充待判信號的過充待判信號反饋單元；用以根據(jù)待測線路板的輸出電壓輸出過流待判信號的過流待判信號反饋單元；用以分別根據(jù)功耗信號、過放待判信號、過充待判信號、過流待判信號判斷待測線路板是否合格的判斷單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有效率高，操作簡單的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/28GK201600435SQ200920262268
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者佟靜, 熊健 申請人:比亞迪股份有限公司