一种电池内阻检测模块与检测方法及集成该模块的充电器与移动电源技术

本发明专利技术属于电池检测技术领域。公开一种电池内阻检测模块，包括检测电池电压的电压检测电路、对电池进行恒流放电的恒流负载电路以及控制单元，控制单元控制恒流负载电路开启或停止对电池放电，采集电池开启及停止放电时电压检测电路所检测到的电压信号，并根据所采集电压信号的差值计算出电池内阻。本发明专利技术的电池内阻检测模块无需外接电源或外接负载，也无需设置用于转换外接电源的电源转换电路，电路简易、体积小、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种电池内阻检测模块与检测方法及集成该模块的充电器与移动电源
本专利技术涉及电池检测
，尤其涉及电池内阻检测技术。
技术介绍
电子产品越来越多使用锂电池作为电源进行供电，使用品质匹配的锂电池可以保证电子产品安全正常地工作，然而锂电池本身的品质相差颇大，对于同样品质的锂电池，随着使用时间的延长，其品质也会有所变化。电子产品的普通用户很难辨别锂电池的品质，由此可能造成锂电池的误用或混用，而影响电子产品及锂电池本身的性能，甚至造成安全隐患。例如，对于供电电流要求比较大的产品，需要使用可大电流供电的电池，如果用户错误的使用了只能小电流供电的电池，那么既会损害电池本身的寿命，也会导致续航时间不足并可能造成发热严重，甚至有电池起火爆炸的安全风险。如果用户能够很简单、很方便地辨别锂电池的品质，则可有效避免上述问题的发生。电池内阻可作为衡量电池最大充放电电流能力等品质的重要指标，然而现有电子产品在进行电池内阻测试时通常需要外接电源发生信号进行检测，或外接负载(例如外接待充电产品)来对电池进行放电实现检测。而可移动式电子产品在户外使用时可能并没有外接电源或外接负载使用。且上述外接电源的方式，需设置额外的电压变换电路来提供系统合适的工作电压以及偏置电压，造成电路复杂元件多、电路成本高以及电路占用空间大等问题，因此不适于便携式可移动电子产品使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种简易低成本的电池内阻检测模块，可内置于电子产品中，简单、方便地对主体产品电池内阻进行检测。为解决该问题，本专利技术提供一种电池内阻检测模块，包括：检测电池电压的电压检测电路；对电池进行恒流放电的恒流负载电路；以及控制单元；所述控制单元输出控制信号控制恒流负载电路开启或停止对电池放电，采集电池开启及停止放电时电压检测电路所检测到的电压信号，并根据所采集电压信号的差值计算出电池内阻。进一步地，所述控制信号为多周期脉冲信号，控制恒流负载电路反复多次开启及停止对电池放电，所述电压信号的差值为多次开启及停止放电时电压信号差值的平均值。进一步地，所述恒流负载电路可以采用以下结构：包括运算放大器、开关器件及采样电阻；所述运算放大器两输入端分别接基准电压及控制单元控制信号，输出端接开关器件控制端；所述开关器件接于电池与采样电阻之间，根据运算放大器输出的控制端信号导通或截止；所述采样电阻上的电压反馈至运算放大器与控制单元控制信号相接的输入端；运算放大器控制开关器件在所述控制信号无脉冲输出时导通，并根据采样电阻上的电压调整控制端信号，使所述电压恒定。进一步地，所述恒流负载电路还包括接于采样电阻与运算放大器输入端之间的滤波电路。进一步地，该电池内阻检测模块还包括向所述运算放大器提供基准电压的基准电压发生电路。进一步地，所述开关器件为NMOS管或NPN型三极管，所述开关器件控制端为NMOS管的栅极或NPN型三极管的基极，所述运算放大器正输入端接基准电压，负输入端接控制单元控制信号。进一步地，所述开关器件为PMOS管或PNP型三极管，所述开关器件控制端为PMOS管的栅极或PNP型三极管的基极，所述运算放大器正输入端接控制单元控制信号，负输入端接基准电压。进一步地，所述恒流负载电路还可以采用以下结构：包括开关器件及采样电阻；所述控制单元控制信号接开关器件控制端；所述开关器件接于电池与采样电阻之间，根据控制信号导通或截止；所述采样电阻上的电压反馈至控制单元；所述控制信号为PWM信号，控制单元根据所述电压计算放电电流，对比放电电流与预设电流值，并根据对比结果调节PWM信号的占空比使放电电流恒定。进一步地，上述恒流负载电路还包括接于采样电阻与控制单元之间的滤波电路，以及接于控制单元与开关器件控制端之间的滤波电路。进一步地，采用上述两种结构的电池内阻检测模块还包括电池内阻值信号输出端。进一步地，所述开关器件为NMOS管、PMOS管、NPN型三极管或PNP型三极管，所述开关器件控制端为NMOS管、PMOS管的栅极或NPN型三极管、PNP型三极管的基极。本专利技术同时提供一种电池内阻检测方法，包括：控制恒流放电负载对电池进行恒流放电，采集此时的电池电压；停止恒流放电，采集此时的电池电压；计算电池恒流放电及停止恒流放电时的电压差；根据所述电压差计算电池内阻值。进一步地，所述方法还包括：反复进行恒流放电、停止恒流放电及电池电压采集；所述电压差为多次采集电压之差的平均值。本专利技术还提供一种集成上述电池内阻检测模块、使用上述电池内阻检测方法的充电器或移动电源，该充电器或移动电源的主控单元与所述电池检测模块的电池内阻值信号输出端连接，或者该充电器或移动电源与所述电池检测模块共用控制单元。本专利技术通过设置恒流负载电路对电池进行恒流放电，根据恒流放电及停止放电时的电压差即可得到电池内阻。无需外接电源或外接负载，也无需设置用于转换外接电源的电源转换电路，因此可以简化电路，减小电路体积，降低成本。也因此，可以将其集成于电子产品中，方便电子产品的普通用户通过对电池内阻的检测来辨别电池的品质。附图说明附图1为本专利技术电池内阻检测模块的电路结构框图；附图2-5为本专利技术电池内阻检测模块一实施例的电路结构示意图；附图6为本专利技术电池内阻检测模块另一实施例的电路结构示意图；附图7为本专利技术电池内阻检测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。如图1-6所示，本专利技术的电池内阻检测模块包括电压检测电路、恒流负载电路及控制单元。电压检测电路检测电池B1两端的实时电压；恒流负载电路，对电池进行恒流放电；控制单元输出控制信号控制恒流负载电路开启或停止对电池放电，采集电池开启及停止放电时电压检测电路所检测到的电压信号，并根据所采集电池开启放电时电压信号与电池停止放电时电压信号的差值计算出电池内阻。电压检测电路包括电阻R1、R2及电容C1，R1一端接电池正极，另一端与R2串接，R2与C1并联后接地。取R1与R2相接节点的电压接入控制单元，作为电池实时电压信号VB。控制单元U1可采用单片机、FPGA等具有运算能力的器件，输出控制信号控制恒流负载电路的开启及关闭，即控制对电池进行放电以及停止放电。由于上述器件在对电池实时电压进行采集时存在一定的误差，因此控制单元U1输出的控制信号为具有固定频率的多个周期的脉冲，可以控制恒流负载电路对电池进行反复多次恒流放电及停止放电的动作。相应地，控制单元U1对多次开启及停止放电时电池的实时电压信号进行采集，分别计算每次开启及停止放电时实时电压的差值，并求取多次的平均值作为电压信号差值，以提高电池实时电压信号的精度，从而提高最终运算结果的精度。如图2-5为本专利技术电池内阻检测模块的一种实施例。在该实施例中，恒流负载电路包括运算放大器U3、开关器件Q1、采样电阻R6、及滤波电路。运算放大器U3两输入端分别接基准电压Vref1及控制单元控制信号DISCH_EN；运算放大器U1根据上述两信号的对比结果输出信号至开关器件Q1的控制端；滤波电路连接在采样电阻R6与运算放大器输入端之间，由电阻R7、电容C3构成，对采样电阻R6上的电压信号进行滤波，以保证电路运行更精确；采样电阻R6上的电压经滤波后反馈至运算放大器U1与控制单元控制信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池内阻检测模块，其特征在于，包括：检测电池电压的电压检测电路；对电池进行恒流放电的恒流负载电路；以及控制单元；所述控制单元输出控制信号控制恒流负载电路开启或停止对电池放电，采集电池开启及停止放电时电压检测电路所检测到的电压信号，并根据所采集电压信号的差值计算出电池内阻。

【技术特征摘要】
1.一种电池内阻检测模块，其特征在于，包括：检测电池电压的电压检测电路；对电池进行恒流放电的恒流负载电路；以及控制单元；所述控制单元输出控制信号控制恒流负载电路开启或停止对电池放电，采集电池开启及停止放电时电压检测电路所检测到的电压信号，并根据所采集电压信号的差值计算出电池内阻。2.根据权利要求1所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述控制信号为多周期脉冲信号，控制恒流负载电路反复多次开启及停止对电池放电，所述电压信号的差值为多次开启及停止放电时电压信号差值的平均值。3.根据权利要求2所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述恒流负载电路包括运算放大器、开关器件及采样电阻；所述运算放大器两输入端分别接基准电压及控制单元控制信号，输出端接开关器件控制端；所述开关器件接于电池与采样电阻之间，根据运算放大器输出的控制端信号导通或截止；所述采样电阻上的电压反馈至运算放大器与控制单元控制信号相接的输入端；运算放大器控制开关器件在所述控制信号无脉冲输出时导通，并根据采样电阻上的电压调整控制端信号，使所述电压恒定。4.根据权利要求3所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述恒流负载电路还包括接于采样电阻与运算放大器输入端之间的滤波电路。5.根据权利要求4所述的电池内阻检测模块，其特征在于，该电池内阻检测模块还包括向所述运算放大器提供基准电压的基准电压发生电路。6.根据权利要求5所述的电池内阻检测模块，其特征在于，该电池内阻检测模块还包括电池内阻值信号输出端。7.根据权利要求3-6任一所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述开关器件为NMOS管或NPN型三极管，所述开关器件控制端为NMOS管的栅极或NPN型三极管的基极，所述运算放大器正输入端接基准电压，负输入端接控制单元控制信号。8.根据权利要求3-6任一所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述开关器件为PMOS管或PNP型三极管，所述开关器件控制端为PMOS管的栅极或PNP型三极管的基极，所述运算放大器正输入端接控制单元控制信号，负输入端接基准电压。9.根据权利要求2所述的电池内阻检测模块，其特征在于，所述恒流负载电路包括开关器件及采样电阻；所述控制单元控制信号接开关器件控制端；所述开关器件接于电池与采样电阻之间，根据控制信号导通或截止；所述采...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹伟华，黄诗剑，
申请(专利权)人：深圳市爱克斯达电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44