CN113960948A - 一种模拟电池充电的自动测试***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟电池充电的自动测试***及方法。该***中电源模块与输入控制模块、单片机模块和显示模块连接;输入控制模块与模拟电池模块和充电控制模块连接;充电控制模块与待测试设备和单片机模块连接;充电控制模块根据单片机模块的控制指令对模式进行切换;模拟电池模块根据切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至充电控制模块;单片机模块生成控制指令至充电控制模块和采用模拟的电池电压下待测试设备的电流;单片机模块与按键模块和显示模块连接;按键模块将标准值输入至单片机模块中;单片机模块将电流与相应的标准值进行比较,并将比较结果和电流发送至显示模块。本发明能够实现充放电的自动测试,提高测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及单节锂电池可充电产品领域,特别是涉及一种模拟电池充电的自动测试***及方法。
背景技术
现在的众多消费类电子产品中,为了方便携带,大多都内置锂电池。但在锂电池充放电部分,生产厂商在针对产品出厂前都必须要经过严格的充放电测试。通过充放电测试以验证充电部分的功能和防止生产制造过程中的问题。生产厂商为了生产制造方便,均采用市面上已有的模拟电池进行电池充放电测试,生产岗位还需要进行培训才能上岗。测试方法及手段复杂,人员和设备成本相对较高。
常规测试方式:熟悉产品充电标准的专业测试人员对三个充电阶段(涓流充,正常充,和满电充)及一个待机功耗分别测试,需要手动调节三个不同的电压阶段。不同产品要求的充电电流和静态功耗不同,因此需要对比产品设计标准判断充电电流是否符合设计参数。所以,生产测试岗位需要进行一段时间培训后才能上岗,增加人员培训成本。人工切换测试阶段导致测试效率低下,测试时间长,增加生产人工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟电池充电的自动测试***及方法,能够实现充放电的自动测试,提高测试效率。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种模拟电池充电的自动测试***,包括:电源模块、单片机模块、输入控制模块、模拟电池模块、充电控制模块、按键模块以及显示模块;
所述电源模块分别与所述输入控制模块、所述单片机模块以及所述显示模块连接;
所述输入控制模块分别与所述模拟电池模块以及所述充电控制模块连接;
所述充电控制模块分别与所述待测试设备以及所述单片机模块连接;
所述充电控制模块用于根据所述单片机模块的控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;并通过输入控制模块将切换的模式传送至所述模拟电池模块;所述模拟电池模块用于根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
所述单片机模块用于生成控制指令至所述充电控制模块以及采用所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;
所述单片机模块分别与所述按键模块以及所述显示模块连接;
所述按键模块用于将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中;所述单片机模块还用于将所述电流与相应的标准值进行比较,并将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
可选地,所述模拟的电池电压包括:2.5V、3.7V、4.2V或4.35V。
可选地,所述电源模块包括:第一供电单元和第二供电单元;
所述第一供电单元与所述输入控制模块连接;
所述第一供电单元用于通过所述输入控制模块给所述模拟电池模块供电;
所述第二供电单元分别与所述单片机模块以及所述显示模块连接;
所述第二供电单元用于利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
可选地,还包括:报警模块;
所述报警模块分别与所述电源模块以及所述单片机模块连接。
可选地,所述报警模块为蜂鸣器。
一种模拟电池充电的自动测试方法,应用于所述的一种模拟电池充电的自动测试***;所述自动测试方法包括:
获取单片机模块生成的控制指令;
充电控制模块根据所述控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;
模拟电池模块根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
所述充电控制模块根据所述模拟的电池电压对所述待测试设备进行测试;
获取所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;并与与相应的标准值进行比较,将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
可选地,所述获取单片机模块生成的控制指令,之前还包括:
利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
可选地,所述获取所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;并与与相应的标准值进行比较,将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块,具体包括:
利用按键模块将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试***及方法,针对锂电的三个充电阶段及静态功耗全自动进行测试,无需要手动电压调节操作。显示屏将测试下的电流与相应的标准值的比较结果进行显示,并将测试电流等所有参数及指标均可视化,操作简单,效率高,大大降低生产的成本。测试过程无需测试人员操作,***运行时,测试人员可以装配其他测试设备,实现一人多机,高效的完成测试岗位工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试***结构示意图;
图2为电源模块电路原理示意图;
图3为单片机模块电路原理示意图;
图4为输入控制模块电路原理示意图;
图5为模拟电池模块电路原理示意图;
图6为充电控制模块电路原理示意图;
图7为按键模块电路原理示意图;
图8为显示模块电路原理示意图;
图9为本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试***相应的软件流程示意图;
图10为本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种模拟电池充电的自动测试***及方法,能够实现充放电的自动测试,提高测试效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试***结构示意图,如图1所示,本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试***,包括:电源模块、单片机模块、输入控制模块、模拟电池模块、充电控制模块、按键模块以及显示模块;
所述电源模块分别与所述输入控制模块、所述单片机模块以及所述显示模块连接;
所述输入控制模块分别与所述模拟电池模块以及所述充电控制模块连接;
所述充电控制模块分别与所述待测试设备以及所述单片机模块连接;
所述充电控制模块用于根据所述单片机模块的控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;并通过输入控制模块将切换的模式传送至所述模拟电池模块;所述模拟电池模块用于根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
所述单片机模块用于生成控制指令至所述充电控制模块以及采用所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;
所述单片机模块分别与所述按键模块以及所述显示模块连接;
所述按键模块用于将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中;所述单片机模块还用于将所述电流与相应的标准值进行比较,并将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
所述模拟的电池电压包括但不限于:2.5V、3.7V、4.2V或4.35V。即2.5V对应涓流充,3.7V对应正常充,4.2V或4.35V对应满电充。
如图2所述所述电源模块包括:第一供电单元和第二供电单元;
如图2(a)所示所述第一供电单元与所述输入控制模块连接;所述第一供电单元用于通过所述输入控制模块给所述模拟电池模块供电;USB5V前端的R3,R4是PD快充协议电阻,C4,C5,C6是滤波电容,Q1,R8,R5,D1,U1,R6构成了一个过压保护电路。如图2(b)所示,所述第二供电单元分别与所述单片机模块以及所述显示模块连接;所述第二供电单元用于利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
其中,U4为5V转3.3V的LDO,C17,C18,C19为滤波电容。
本发明还包括:报警模块;具体的,所述报警模块为蜂鸣器。
所述报警模块分别与所述电源模块以及所述单片机模块连接;
如图3所示,单片机模块的型号为STM32F072。
如图4和图5所示,R19,R25为分压电阻,C24为滤波电容,AD_BAT通过连接MCU带有ADC采集功能的IO口采集R19下端的电压值,实时监测B+处的实际电压值。
U2为2.5V稳压源,通过R7,R9,R11电阻进行分压,得到VFB=1.24993V和VDD125=1.2500612V,为U5 LM358比较器提供两个不同的参考电压,进行实际范围判断,实时调整B+的值。
测试充电电流一般分为3个阶段,分别是2.5V涓充,3.7V正常充电,和4.2V(有的电池要求是4.35V充满)左右停止充电。所以B+通过控制Q2不同的导通情况,使B+呈现2.5V,3.7V,4.2V(或4.35V)三种不同电压,RV1RV2 RV3 RV4 RV5 RV6为不同电压下的可调电阻。当设定B+电压为2.5V时,GPIO1拉低;当B+电压设定为3.7V时,GPIO2拉低;当B+电压设定为4.2V(或4.35V)时,GPIO3拉低,提供一个近似Vp=1.25V的电压给比较器U5,当VP<VFB时U5A输出高电平,使Q3和Q2导通,导通后由于B+略大,B+电压通过R24反馈到U5A负端,使VP点的电平发生微变,使U5A输出一个PWM波形,自动控制Q2和Q3的导通状态。
在模拟充电过程中,B+端电压会缓慢上升,这时VP点的电压会略大于VDD125,使比较器U5B输出一个高电平,使Q15和Q8导通,B+端多余的充电电流会通过R21外接黄金电阻进行内部消耗。
这两个自动反馈调整电路共同作用让B+维持在一个平衡的状态,使充电测试更为精准。
如图6所示,USB3通过数据线连接需要测试的设备,当测试充电电流时,MCU使5V_EN置高,Q19和U8开启,BAT_EN1拉高开启继电器,5V流进设备,B+模拟输出3种不同状态电池电压,使设备进入充电状态。U10通过测量R53的电压,单片机通过IO口进行采集U10数据,进行数据处理,得到实际不同电池电压下的充电电流,并在TFT屏上显示相关测试数据。
充电电流测试完成后,K1关闭,通过控制BAT_EN口使K2开启,电流流过R38,U7对流过R38的电压进行数据采集,输出给单片机AD_CURRENT2进行处理,得到机器的静态电流,并在TFT屏上显示相关测试数据。
如图7所示,SW1为设置确认键,SW2为加键,SW3为减键,SW4为开始测试键,SW5为模式键。以上按键可针对不同的产品设置不同的测试标准。
如图8所示,CON1为显示部分。预设功能和测试结果,TFT上会显示相应的预设和测试数据,并用绿色字体显示“OK”的测试结果。若测试不通过,TFT上会标红不合格的数据,并显示“NG”的测试结果。
如图9所示,模拟电池模块由单片机模块控制,通过模拟输出不同的电池电压,启动测试时由控制***控制模拟电池进入不同充电阶段。通过按键模块设置不同标准符合多种产品充电测试。充电由***控制并读取充电电流,与设定标准匹配,判断充电电流与标准是否一致。测试步骤由控制***完成,无需专业人员,简化测试动作,提高测试效率。
图10为本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试方法流程示意图,如图10所示,本发明所提供的一种模拟电池充电的自动测试方法,应用于所述的一种模拟电池充电的自动测试***;所述自动测试方法包括:
S101,获取单片机模块生成的控制指令;
S101之前还包括:
利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
S102,充电控制模块根据所述控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;
S103,模拟电池模块根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
S104,所述充电控制模块根据所述模拟的电池电压对所述待测试设备进行测试;
S105,获取所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;并与与相应的标准值进行比较,将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
S105具体包括:
利用按键模块将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种模拟电池充电的自动测试***,其特征在于,包括:电源模块、单片机模块、输入控制模块、模拟电池模块、充电控制模块、按键模块以及显示模块;
所述电源模块分别与所述输入控制模块、所述单片机模块以及所述显示模块连接;
所述输入控制模块分别与所述模拟电池模块以及所述充电控制模块连接;
所述充电控制模块分别与所述待测试设备以及所述单片机模块连接;
所述充电控制模块用于根据所述单片机模块的控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;并通过输入控制模块将切换的模式传送至所述模拟电池模块;所述模拟电池模块用于根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
所述单片机模块用于生成控制指令至所述充电控制模块以及采用所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;
所述单片机模块分别与所述按键模块以及所述显示模块连接;
所述按键模块用于将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中;所述单片机模块还用于将所述电流与相应的标准值进行比较,并将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
2.根据权利要求1所述的一种模拟电池充电的自动测试***,其特征在于,所述模拟的电池电压包括:2.5V、3.7V、4.2V或4.35V。
3.根据权利要求1所述的一种模拟电池充电的自动测试***,其特征在于,所述电源模块包括:第一供电单元和第二供电单元;
所述第一供电单元与所述输入控制模块连接;
所述第一供电单元用于通过所述输入控制模块给所述模拟电池模块供电;
所述第二供电单元分别与所述单片机模块以及所述显示模块连接;
所述第二供电单元用于利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
4.根据权利要求1所述的一种模拟电池充电的自动测试***,其特征在于,还包括:报警模块;
所述报警模块分别与所述电源模块以及所述单片机模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种模拟电池充电的自动测试***,其特征在于,所述报警模块为蜂鸣器。
6.一种模拟电池充电的自动测试方法,其特征在于,应用于权利要求1-5任意一项所述的一种模拟电池充电的自动测试***;所述自动测试方法包括:
获取单片机模块生成的控制指令;
充电控制模块根据所述控制指令对待测试设备的充电电流测试模式和静态电流测试模式进行切换;
模拟电池模块根据所述切换的模式模拟相应的电池电压;并将模拟的电池电压传送至所述充电控制模块;
所述充电控制模块根据所述模拟的电池电压对所述待测试设备进行测试;
获取所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;并与与相应的标准值进行比较,将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块。
7.根据权利要求6所述的一种模拟电池充电的自动测试方法,其特征在于,所述获取单片机模块生成的控制指令,之前还包括:
利用LDO将电压转换成3.3V,并利用转换后的3.3V给所述单片机模块以及所述显示模块供电。
8.根据权利要求6所述的一种模拟电池充电的自动测试方法,其特征在于,所述获取所述模拟的电池电压下所述待测试设备的电流;并与与相应的标准值进行比较,将比较结果以及所述电流发送至所述显示模块,具体包括:
利用按键模块将所述待测试设备在充电电流测试模式和静态电流测试模式的标准值输入至所述单片机模块中。
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