专利名称：电池测试功率控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池测试功率控制装置，特别是一种在二次电池生产过程的电池充放电化成工艺中的电池测试功率控制装置。
背景技术：
现有电池测试和化成设备使用的功率控制回路，是采用模拟控制方式。充电时，在充电回路中采用晶体管或可调电阻消耗多余能量，来控制电池充电电流。电池放电时，在放电电路中同样采用晶体管或可调电阻消耗电池放出的能量。晶体管或可调电阻将能量转换为热量，释放到工作环境中。这种传统型的充电和放电方式存在的不足是，在电池的化成时，造成能源的极大浪费，同时排放到工作环境的能耗热量，又产生极高的空调费用。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种电池测试功率控制装置，要解决的技术问题是在电池的充电和放电时，降低能量浪费和产生的能耗热量。
本实用新型采用以下技术方案一种电池测试功率控制装置，包括充电电路、放电电路、电源和电池，所述放电电路中设有放电控制电路，其后连接有能量吸收或转换电路。
本实用新型的充电电路的电流从电源正极流出，经第一场效应管的源极、漏极、第一电感、第二电感进入电池的正极，再经电池负极与电源形成回路，第一场效应管的栅极连接有一脉冲宽度调制电路；放电电路的电流从电池正极流出，经第二电感、第一电解电容，与电池的负极形成回路；第二电感与第一电解电容之间连接第二场效应管的源极，其漏极经第三电感与能量吸收或转换单元的正极连接，第二场效应管的栅极连接有另一脉冲宽度调制电路，电源的负极、第一电解电容的负极、电池的负极和能量吸收或转换单元的负极接地。
本实用新型的第一电感和电池负极两端并联有第一二极管，第一二极管的负极与第一电感相连接，其正极与电池的负极相连接，第一二极管的两端并联有第二电阻和第二电容串联的阻容吸收电路，第二电容与第一二极管的负极相连接，第二电阻与第一二极管的正极连接。
本实用新型的第一电解电容是两个并联的电解电容。
本实用新型的第二电感与电池之间串连有电池保护单元，电池保护单元是金属氧化物场效应管、半导体开关器件或继电器。
本实用新型的第二电感与电池之间串连有第三场效应管和第四场效应管，第三场效应管的源极与第二电感连接，其漏极与第四场效应管的漏极连接，第四场效应管的源极与电池的正极连接，电池的负极串接有电流监测装置，电流监测装置输出的信号输入场效应管栅极控制电路。
本实用新型的电流监测装置是电流传感器或分流电阻。
本实用新型的第一场效应管的两端并联有由第一电阻和第一电容串联的阻容吸收电路，第一场效应管的源极连接第一电阻，第一场效应管的漏极连接第一电容；第二场效应管的两端并联有由第三电阻和第三电容串联的阻容吸收电路，第二场效应管的源极与第三电阻相连接，第三电容与第二场效应管的漏极相连接，第三电感和能量吸收或转换单元负极两端并联有第二二极管，第二二极管的负极与第三电感相连接，其正极与能量吸收或转换单元的负极相连接，能量吸收或转换单元的两端并联有第二电解电容。
本实用新型的第一、第二、第三和第四场效应管选用IR3205，第一和第二二极管选用D83，第一、第二和第三电阻为10欧姆，第一和第二电容为0.01微法，各电解电容为10000微法，第一、第二和第三电感为1毫亨，能量吸收单元是1欧姆的功率电阻，能量转换单元是电压低于电池电压、功率大于电池功率的铅蓄电池。
本实用新型的第一场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块，第二场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块。
本实用新型与现有技术相比，在充电和放电电路中采用脉冲宽度调制模式控制场效应管的通断，利用放电能量转移模式，电池放电的能量可回收利用，节约了电池测试和化成用电，降低能源消耗，同时避免了大量的能耗热量释放到工作环境中，降低了电池产品的生产成本。


图1是本实用新型实施例电路框图。
图2是本实用新型实施例电路原理图。
图3是现有技术的功率控制电路原理图。
图4是图3的充电回路等效图。
图5是图3的充电回路等效图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述，如图1和图2所示，本实用新型的电池测试功率控制装置包括开关电源、充电电路、放电电路和电池，放电电路的放电控制单元后连接有能量吸收或转换单元，开关电源的电压必须高于电池的电压。充电电路由开关电源、第一场效应管MT1、第一电感L1、第二电感L2、第三场效应管MT3、第四场效应管MT4、电池E和电流监测装置IS组成，电流从开关电源正极流出，经第一场效应管MT1的源极、漏极、第一电感L1、第二电感L2、第三场效应管MT3的源极、漏极、第四场效应管MT4的漏极、源极进入电池E的正极，再经电池E负极和电流监测装置IS与开关电源形成回路，第一场效应管MT1的栅极连接有脉冲宽度调制电路，脉冲宽度根据电流监测装置IE的电流反馈信号，由控制器确定脉冲的宽度，实现控制第一场效应管MT1导通的目的，第二电感L2和电流监测装置IS两端并联有两个电解电容EC组成的第一电解电容，并联电解电容的数目根据装置功率确定，第一电解电容EC的正极与第二电感L2连接，其负极与电流监测装置IS连接，第一电感L1和电流监测装置IS两端并联有第一二极管D1，第一二极管D1的负极与第一电感L1相连接，正极与电流监测装置IS连接，第一二极管的两端并联有第二电阻R2和第二电容C2串联的阻容吸收电路，第二电容C2与第一二极管的负极相连接，第二电阻R2与第一二极管的正极连接。第一场效应管MT1的两端并联有由第一电阻R1和第一电容C1串联组成的阻容吸收电路，第一场效应管MT1的源极连接第一电阻R1，第一场效应管MT1的漏极连接第一电容C1。充电时，通过第一场效应管MT1向第一电感L1以脉冲宽度调制方式注入能量，由第一二极管D1、第一电感L1和电解电容EC组成的续流和滤波单元，通过第二电感L2、第三场效应管MT3、第四场效应管MT4、电流监测装置IS向电池E充电，此时电池E流过的是低纹波的连续电流，第一电阻R1和第一电容C1组成波峰吸收单元，保护功率开关器件。
放电电路由电池E、第四场效应管MT4、第三场效应管MT3、第二电感L2、两个并联的第一电解电容和电流监测装置IS组成，电流从电池E正极流出，经第四场效应管MT4的源极、漏极、第三场效应管MT3的漏极、源极、第二电感L2、第一电解电容、电流监测装置IS至电池负极形成回路，此时电池E流过的是低纹波的反向电流。开关电源的负极、第一电解电容的负极、电池E的负极接地。
能量吸收或转换电路包括第二场效应管MT2、第三电感L3和能量吸收或转换单元RL，第二电感L2与第一电解电容之间连接第二场效应管MT2的源极，其漏极经第三电感L3与能量吸收或转换单元RL的正极连接，能量吸收或转换单元RL的负极接地，第二场效应管MT2的栅极连接有另一脉冲宽度调制电路，脉冲宽度根据电流监测装置IE的电流反馈信号，由控制器确定脉冲的宽度，实现控制第二场效应管MT2导通的目的。第二场效应管MT2的两端还并联有由第三电阻R3和第三电容C3串联组成的阻容吸收电路，第二场效应管MT2的源极与第三电阻R3相连接，第三电容C3与第二场效应管MT2的漏极相连接，第三电感L3和能量吸收或转换单元负极两端并联有第二二极管D2，第二二极管D2的负极与第三电感L3相连接，其正极与能量吸收或转换单元的负极相连接，能量吸收或转换单元的两端并联有第二电解电容EC2。
放电时，第二电感L2、第一电解电容EC组成电池续流和滤波单元，连续放电的电流回路是由第二电感L2、第一电解电容EC、电流监测装置IS、电池E、第四场效应管MT4和第三场效应管MT3组成，此时，第二场效应管MT2、第三电感L3、和第二二极管D2组成能量吸收或转换电路，通过脉冲宽度调制的控制方式控制第二场效应管MT2的通导，将第一电解电容EC上的能量通过第三电感L3储能升压，再通过第二二极管D2回馈到能量吸收或转换单元。电池能量是采用低纹波开关的方式转移到能量吸收或转化电路，第三电阻R3和第三电容C3组成波峰吸收单元，保护功率开关器件。
第三场效应管MT3和第四场效应管MT4组成充电和放电电路中电池E的保护单元，通过电流监测装置测得电路中电流的大小，其输出的信号输入与第三场效应管MT3和第四场效应管MT4栅极相连的控制电路，控制第三场效应管MT3和第四场效应管MT4的通导。也可采用其他元件组成，如半导体开关器件或继电器。
11.本实施例的开关电源采用铅蓄电池，第一、第二、第三和第四场效应管选用IR3205，第一和第二二极管选用D83，第一、第二和第三电阻为10欧姆，第一、第二和第三电容为0.01微法，各个电解电容为10000微法，第一、第二和第三电感为1毫亨，电流监测装置采用电流传感器或分流电阻，能量吸收单元是1欧姆的功率电阻，能量转换单元是铅蓄电池，电压应低于电池E的电压，功率应大于电池E的功率，放电能量吸收单元，采用铅电池，然后使用逆变装置，将放电能源再利用。
第一场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块，第二场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块。
本实用新型的主要特点是放电采用能量转移模式，节约能源消耗和热量排放费用，采用了脉冲宽度调制PWM模式，充电功率控制和放电功率控制都工作在脉冲宽度调制PWM模式，即开关状态。在P＝I2R公式中，当I很大时，R会很小，而I等于零时，R会很大。所以功率回路的能量消耗P值很小，能量的传输效率达到90％以上。流过被测试电池E的充电电流和放电电流，均为低纹波的稳定电流。充电检测电池E时，以脉冲宽度调制PWM方式，通过充电控制电单元将开关电源里的能量转移到电池E，放电检测电池E时，以脉冲宽度调制PWM方式，通过放电控制电单元，将电池E里的能量又回馈能量吸收或转换单元，使能量做到循环使用，避免了大量的能量消耗，同时解除了热量释放到工作环境中而采取的相应散热降温措施，降低了电池的生产成本。
权利要求1.一种电池测试功率控制装置，包括充电电路、放电电路、电源和电池，其特征在于所述放电电路中设有放电控制电路，其后连接有能量吸收或转换电路。
2.根据权利要求1所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述充电电路的电流从电源正极流出，经第一场效应管的源极、漏极、第一电感、第二电感进入电池的正极，再经电池负极与电源形成回路，第一场效应管的栅极连接有一脉冲宽度调制电路；放电电路的电流从电池正极流出，经第二电感、第一电解电容，与电池的负极形成回路；第二电感与第一电解电容之间连接第二场效应管的源极，其漏极经第三电感与能量吸收或转换单元的正极连接，第二场效应管的栅极连接有另一脉冲宽度调制电路，电源的负极、第一电解电容的负极、电池的负极和能量吸收或转换单元的负极接地。
3.根据权利要求3所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第一电感和电池负极两端并联有第一二极管，第一二极管的负极与第一电感相连接，其正极与电池的负极相连接，第一二极管的两端并联有第二电阻和第二电容串联的阻容吸收电路，第二电容与第一二极管的负极相连接，第二电阻与第一二极管的正极连接。
4.根据权利要求3所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第一电解电容是两个并联的电解电容。
5.根据权利要求4所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第二电感与电池之间串连有电池保护单元，电池保护单元是金属氧化物场效应管、半导体开关器件或继电器。
6.根据权利要求5所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第二电感与电池之间串连有第三场效应管和第四场效应管，第三场效应管的源极与第二电感连接，其漏极与第四场效应管的漏极连接，第四场效应管的源极与电池的正极连接，电池的负极串接有电流监测装置，电流监测装置输出的信号输入场效应管栅极控制电路。
7.根据权利要求6所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述电流监测装置是电流传感器或分流电阻。
8.根据权利要求7所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第一场效应管的两端并联有由第一电阻和第一电容串联的阻容吸收电路，第一场效应管的源极连接第一电阻，第一场效应管的漏极连接第一电容；第二场效应管的两端并联有由第三电阻和第三电容串联的阻容吸收电路，第二场效应管的源极与第三电阻相连接，第三电容与第二场效应管的漏极相连接，第三电感和能量吸收或转换单元负极两端并联有第二二极管，第二二极管的负极与第三电感相连接，其正极与能量吸收或转换单元的负极相连接，能量吸收或转换单元的两端并联有第二电解电容。
9.根据权利要求8所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第一、第二、第三和第四场效应管选用IR3205，第一和第二二极管选用D83，第一、第二和第三电阻为10欧姆，第一和第二电容为0.01微法，各电解电容为10000微法，第一、第二和第三电感为1毫亨，能量吸收单元是1欧姆的功率电阻，能量转换单元是电压低于电池电压、功率大于电池功率的铅蓄电池。
10.根据权利要求9所述的电池测试功率控制装置，其特征在于所述第一场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块，第二场效应管的栅极连接的脉冲宽度调制电路采用SDC8411A控制模块。
专利摘要本实用新型公开了一种电池测试功率控制装置，要解决的技术问题是在电池的充电和放电时，降低能量浪费和产生的能耗热量，采用以下技术方案一种电池测试功率控制装置，包括充电电路、放电电路、电源和电池，所述放电电路中设有放电控制电路，其后连接有能量吸收或转换电路，与现有技术相比，在充电和放电电路中采用脉冲宽度调制模式控制场效应管的通断，利用放电能量转移模式，电池放电的能量可回收利用，节约了电池测试和化成用电，降低能源消耗，同时避免了大量的能耗热量释放到工作环境中，降低了电池产品的生产成本。
文档编号G01R31/36GK2700893SQ20042001535
公开日2005年5月18日 申请日期2004年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者毛广甫 申请人:毛广甫