[實用新型]一種便攜式電池性能測量儀

有效

• 申請號: 201520250980.0
• 申請日: 2015-04-20
• 公開（公告）號: CN204807679U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 李向;朱曉順;沈洋;徐珍寶;胡杰;陳亮;蘇玲愛;董艷燕;金尚忠;楊凱;石巖
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型屬于電池測量電路設計領域，具體設計一種基于STC12C5A60S2單片機程序控制的電池性能測量儀。

背景技術：

隨著時代的發展，電池已成為日常生活中重要的消耗品。我國通訊、電力電子等相關行業的飛速發展，使人們對鋰離子電池等電池的利用率和維護工作的重視程度不斷提高，電池性能檢測的市場需求隨之越來越大。目前，各類電子產品對電池的需求不斷增加，對電池的質量要求越高。電池檢測與維護對人身安全和實際使用需求具有重要意義。本文設計的便攜式電池性能檢測系統通過電流對時間的積分來測量電池實際容量，并通過單片機自身的AD采集測量電壓。通過顯示屏直接觀察電池的電壓、容量和內阻的重要參數，可以有效地識別劣質電池，從而減少對電子設備以及人身的潛在威脅。本系統，設計簡單，成本低，適用于工業和個人使用。

發明內容：

本實用新型的目的是克服了現有電池測量儀器的高成本體積大的缺點，提供一種基于單片機的新型便攜電池測量儀器，電路制作方便、可靠，穩定性好，控制精度高，實用性強。

為實現以上技術目的，本實用新型采用的方案是：

一種便攜電池性能測量儀，所述的單片機采用STC系列的STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機；所述的電流檢測模塊是采用ACS712ELC-20A為電流采集器；所述的電池檔位自動切換電路分為鋰電池和干電池2個檔位，電阻分壓取值，由繼電器切換；所述的恒定電流電路是由一個三極管2SC2500和3個電阻組成，放電電流由電阻的比值和阻值確定。

其整體結構的特征在于它是由電流檢測模塊、電壓檢測模塊、電池檔位自動選擇模塊、電池快速放電檔位以及恒定電流放電檔位組成。通過單片機自帶AD對電壓進行檢測和采集，以ACS712ELC-20A為電流采集器對電池容量進行檢測。STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是STC公司生產的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換(250K/S)，針對電機控制，強干擾場合。電壓測量模塊使用單片機自帶高速AD采集口采集；電池檔位自動選擇模塊，通過4個電阻分壓，構成鋰電池和干電池兩個檔位，通過AD采集判斷以及一個繼電器自動切換鋰電池檔位和干電池檔位。快速放電檔位和恒定電流檔位由一個繼電器進行電路切換，恒定電流是由一個三極管2SC2500和3個電阻組成電池恒定流放電電路，放電電流由電阻的比值和阻值確定。

本實用新型的有益效果是：

(1)利用STC12C5A60S2單片機自帶的8路高速10位A/D轉換(250K/S)進行電壓采集，速度快、精度高、精度可達到1μV。

(2)利用ACS712ELC-20A為電流采集器測電流，輸入與輸出之間的響應時間為5μs，可以測量正負20A電流，對應模擬量輸出100mV/A，測量電流更加準確高速。

(3)該單片機是高速、低功耗、超強抗干擾能力，成本低，電路制作方便、可靠，測量精度高，實用性強，可應用于實驗教學、工程實踐和日常生活中。

附圖說明

圖1為本實用新型的硬件原理框圖

圖2為本實用新型的ACS712典型應用

圖3為本實用新型的各模塊測量電路

圖4為本實用新型的主程序流程簡圖

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

系統硬件框圖如圖1所示，主要包括電壓、電流檢測部分以及單片機系統、輸出顯示和報警部分。主要工作過程是單片機檢測電池的工作電流以及工作電壓以及開路電壓，按一定的算法求出剩余容量，并送LCD顯示屏顯示。當測量完畢時、單片機發出信號驅動蜂鳴器，蜂鳴器鳴叫。

本系統采用電流時間積分法測量電池容量，然后進行數據處理，最后實時傳送給LED1602，通過1602LCD顯示屏對功能進行選擇以及測試結果的顯示。

本系統測量電壓是利用STC12C5A60S2單片機自帶的8路高速10位A/D轉換(250K/S)進行電壓采集，其檢測速度快，精度可達到1μV。