CN219142950U - 一种储能bms产品检测的微电流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种储能BMS产品检测的微电流电路，包括：12V电源、5V电源电路、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板、转换电路、主控电路、触摸显示屏；所述12V电源、5V电源模块、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板的对应端依次电性连接；所述采样电阻电路对应端依次与转换电路、主控电路、触摸显示屏对应端电性连接；所述转换电路包括依次电性连接的反相运算放大器电路、加法器电路、跟随器电路。本实用新型公开的一种储能BMS产品批量生产环节中对生产线上低功耗微电流进行快速、准确、批量测试。

Description

一种储能BMS产品检测的微电流电路

技术领域

本实用新型涉及储能BMS产品检测技术领域，特别涉及一种储能BMS产品检测的微电流电路。

背景技术

目前对电子产品节能、低功耗的要求越来越高，各个生产厂商一般也都有严格的功耗测量方法及规定，许多产品已在显著位置标明产品的节能，比如储能、电动车、无人机、手机、蓝牙耳机等带电池类的电子产品。然而，对于储能BMS产品来说，一个BMS板整体的功耗很容易测量出来，如果测板子的休眠功耗，就必须知道BMS主控单片机的休眠功耗，且主控单片机是储能BMS板的核心部件，所以有必要对BMS主控单片机的休眠功耗进行单独测试，因此，电子设备生产商在产品开发过程中需要一种基本的测试设备来测量板子的休眠功耗，从而由助于研发发人员进行改进设计，也可根据判断休眠功耗的大小判断批量加工生产的产品是否合格。现有的BMS测试是用保护板测试仪器来测，而保护板测试仪只能测过充、过放、过流、均衡等一些基本的功能，有的测试仪器对BMS主板休眠功耗无法测试，所以有的BMS板厂干脆就不测主板休眠功耗。

有的采用人工计算供电电压消耗的功耗，这样得一级一级测量，相加后得到BMS保护板的总功耗，这种方式需要人工使用万用表测量没级供电电源电压线路上的每一个电阻的电压，由于对该电压的精度要求比较高(毫伏级)，因此对万用表的精度要求比较高，而高精度的万用表价格又比较昂贵，因此导致测试成本高；同时由于人工参与测量容易造成人为失误以及工艺焊接造成的误差，使得测试结果并不精确；此外，还需要记录并计算几级电源的功耗及BMS保护板的总功耗，很不方便，且人力成本高。同时，因计BMS保护板的取电方式种类较多，现有功耗测试板的输入、输出接口的组合方式不能满足所有BMS保护板取电组合方式的需求，对一些电源不能够进行功耗测量。为实现上述目的，本技术因此研发。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种储能BMS产品检测的微电流电路。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种储能BMS产品检测的微电流电路，包括：12V电源、5V电源电路、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板、转换电路、主控电路、触摸显示屏；

所述12V电源、5V电源模块、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板的对应端依次电性连接；

所述采样电阻电路对应端依次与转换电路、主控电路、触摸显示屏对应端电性连接；

所述转换电路包括依次电性连接的反相运算放大器电路、加法器电路、跟随器电路；所述采样电阻电路对应端分别与反相运算放大器电路、加法器电路对应端电性连接；所述跟随器电路对应端还与主控电路对应端电性连接。

优选的，所述主控电路包括MCU单片机。

优选的，所述5V电源电路包括电容C3、稳压芯片U4、电容C4；所述稳压芯片U4的第2端分别与电容C3一端、12V电源的电源端电性连接，所述稳压芯片U4的第3端分别与电容C4一端、采样电阻电路对应端电性连接，所述稳压芯片U4的第1端接地；所述电容C3另一端、电容C4另一端接地；所述稳压芯片U4的芯片型号为HT7550-1，用于将12电源稳压至5V给电路供电。

优选的，所述采样电阻电路包括采样电阻R9，该采样电阻R9对应端还分别与稳压芯片U4的第3端、反相运算放大器电路、加法器电路、3.3V电源电路对应端电性连接。

优选的，所述3.3V电源电路包括电容C5、电容C6、稳压芯片U5；所述稳压芯片U5的第2端分别与电容C5一端、采样电阻R9对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第3端分别与电容C6一端、开关控制电路对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第1端接地；所述电容C5另一端、电容C6另一端接地；所述稳压芯片U5的芯片型号设为BL9153-3.3V。

优选的，所述开关控制电路包括开关SW1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1的E端分别与稳压芯片U5的第3端、开关SW1一端、电阻R10一端电性连接；所述三极管Q1的C端与开关SW1另一端电性连接，所述三极管Q1的B端与电阻R10另一端、电阻R11一端电性连接，所述电阻R11另一端与三极管Q2的C端电性连接，所述三极管Q2的B端分别与电阻R12一端、电阻R13一端电性连接，所述三极管Q2的E端与电阻R13另一端电性连接且接地。

优选的，所述反相运算放大器电路包括电阻R1、电阻R4、电阻R7、电容C1、运算放大器芯片U1；所述运算放大器芯片U1的第2端分别与电阻R1、电容C1、电阻R4一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第3端分别经电阻R7接地，所述运算放大器芯片U1的第1端分别与电阻R1另一端、电容C1另一端、加法器电路对应端电性连接；所述电阻R4另一端与采样电阻R9对应端电性连接。

优选的，所述加法器电路包括电阻R5、电阻R3、运算放大器芯片U3、电阻R2、电容C2、电阻R8；所述运算放大器芯片U1的第6端分别与电阻R5、电阻R3、电阻R2、电容C2一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第5端经电阻R8接地，所述运算放大器芯片U1的第7端分别与电阻R2另一端、电容C2另一端、跟随器电路对应端电性连接，所述电阻R3另一端对应与采样电阻R9对应端电性连接。

优选的，所述跟随器电路包括运算放大器芯片U2、电阻R6；所述运算放大器芯片U2的第3端与运算放大器芯片U3的第7端电性连接，所述运算放大器芯片U2的第2端分别与运算放大器芯片U2的第1端、电阻R6一端电性连接，所述电阻R6另一端与MCU单片机对应端电性连接。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：本实用新型公开的一种储能BMS产品批量生产环节中对生产线上低功耗微电流进行快速、准确、批量测试，其测试***运行良好且测量、操作简单、测量误差小能满足工厂批量生产要求，且带有触摸彩屏更好的实现人机交互，也方便测试人员进行行操作，且具有广泛的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型电路控制图示意图；

图2为本实用新型电路原理图；

图3为本实用新型整个测试电路模拟电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之

“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图2，本实用新型提供一种储能BMS产品检测的微电流电路，包括：12V电源100、5V电源电路200、采样电阻电路300、3.3V电源电路400、开关控制电路500、储能BMS保护板600、转换电路700、主控电路800、触摸显示屏900；

所述12V电源100、5V电源模块200、采样电阻电路300、3.3V电源电路400、开关控制电路500、储能BMS保护板600的对应端依次电性连接；

所述采样电阻电路300对应端依次与转换电路700、主控电路800、触摸显示屏900对应端电性连接；

所述转换电路700包括依次电性连接的反相运算放大器电路701、加法器电路702、跟随器电路703；所述采样电阻电路300对应端分别与反相运算放大器电路701、加法器电路702对应端电性连接；所述跟随器电路703对应端还与主控电路800对应端电性连接。所述主控电路800包括MCU单片机。

所述5V电源电路200包括电容C3、稳压芯片U4、电容C4；所述稳压芯片U4的第2端分别与电容C3一端、12V电源的电源端电性连接，所述稳压芯片U4的第3端分别与电容C4一端、采样电阻电路对应端电性连接，所述稳压芯片U4的第1端接地；所述电容C3另一端、电容C4另一端接地；所述稳压芯片U4的芯片型号为HT7550-1，用于将12电源稳压至5V给电路供电。

所述采样电阻电路300包括采样电阻R9，该采样电阻R9对应端还分别与稳压芯片U4的第3端、反相运算放大器电路、加法器电路、3.3V电源电路对应端电性连接。

所述3.3V电源电路400包括电容C5、电容C6、稳压芯片U5；所述稳压芯片U5的第2端分别与电容C5一端、采样电阻R9对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第3端分别与电容C6一端、开关控制电路500对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第1端接地；所述电容C5另一端、电容C6另一端接地；所述稳压芯片U5的芯片型号设为BL9153-3.3V。

所述开关控制电路500包括开关SW1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1的E端分别与稳压芯片U5的第3端、开关SW1一端、电阻R10一端电性连接；所述三极管Q1的C端与开关SW1另一端电性连接，所述三极管Q1的B端与电阻R10另一端、电阻R11一端电性连接，所述电阻R11另一端与三极管Q2的C端电性连接，所述三极管Q2的B端分别与电阻R12一端、电阻R13一端电性连接，所述三极管Q2的E端与电阻R13另一端电性连接且接地，所述电阻R12另一端与MCU-PIN2端电性连接。

所述反相运算放大器电路701包括电阻R1、电阻R4、电阻R7、电容C1、运算放大器芯片U1；所述运算放大器芯片U1的第2端分别与电阻R1、电容C1、电阻R4一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第3端分别经电阻R7接地，所述运算放大器芯片U1的第1端分别与电阻R1另一端、电容C1另一端、加法器电路对应端电性连接；所述电阻R4另一端与采样电阻R9对应端电性连接。

所述加法器电路702包括电阻R5、电阻R3、运算放大器芯片U3、电阻R2、电容C2、电阻R8；所述运算放大器芯片U1的第6端分别与电阻R5、电阻R3、电阻R2、电容C2一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第5端经电阻R8接地，所述运算放大器芯片U1的第7端分别与电阻R2另一端、电容C2另一端、跟随器电路对应端电性连接，所述电阻R3另一端对应与采样电阻R9对应端电性连接。

所述跟随器电路703包括运算放大器芯片U2、电阻R6；所述运算放大器芯片U2的第3端与运算放大器芯片U3的第7端电性连接，所述运算放大器芯片U2的第2端分别与运算放大器芯片U2的第1端、电阻R6一端电性连接，所述电阻R6另一端与MCU单片机对应端电性连接。

本实用新型工作原理如下：

测试时先将储能BMS保护板600固定在夹具上，并由夹具的测试针来给被测储能BMS保护板600供电，采用电阻电路200上的电压信号经转换电路300后送单片机处理，并依此计算出整机电流，再通过触摸显示屏900显示出电流大小，以此判断产品是否合格。

由图2可知，+12V直流电压先经过稳压芯片U4-HT7750-1稳压输出+5V电压后再接入采样电阻R9，然后再经过稳压芯片U5-BL9153-3.3转换成+3.3V给储能BMS保护板600供电。测试转换电路700的功能主要是实现A、B两点电压差值的求取，利用集成运放IC高输入阻抗、低输出阻抗的特点，尽可能地降低转换电路对取样电路及被测产品的影响。前一级将A点电压经运算放大器芯片U1-LM358反相放大后送到电阻R5左侧的C点，后一级实现B点与C点电压的相加，电压相加之和经反向再经过电阻R6后，再经过运算放大器芯片U2后，再输出到单片机MUC_ADC进行AD采样，实现将电阻R9上的压降送到到单片机:VA－VB＝Vout，从而计算出采样电阻R9上的电压压降值大小。

当要测量被测储能BMS保护板600时，通过触摸显示屏900彩屏发出指令，单片机MCU_PIN2输出高电平通过电阻R2后，三极管Q2的B极为高电平，三极管Q2导通，三极管Q1的B极被拉至低电平，三极管Q1导通，被测储能BMS保护600板被接入测试开始测试，或者也可以直接手动关闭开关SW1进行测试；当要断开测量被测储能BMS保护板600时，通过触摸显示屏900彩屏发出指令，单片机MCU_PIN2输出低电平通过电阻R2后，三极管Q2的B极为低电平，三极管Q2截止，三极管Q1的B极为高电平，三极管也Q1截止，此时被测储能BMS保护板600被断开，或者也可以直接手动断开开关SW1。

整个测试电路模拟如图3所示：其工作原理如下：

假设储能BMS保护板600的实际整机电流为IC，取样电阻R9上的电流为IL，I0为不接能BMS板时取样电阻R9上的电流值，即开关SW1或三极管Q1断开时中间回路的电流。I0主要由图2中的稳压芯片U5、电容C5、电容C6及后面电路中的相关元器件的静态工作电流和静态漏电流所决定，在温度等外部因素稳定时，此电流值变化十分微小，可忽略不计。单片机将取样电阻R9采到的电压值换算成被测BMS产品的整机电流值IC；

设V0为图3中SW1或者Q1断开时由I0流过电阻R9两端的电压值，也就是VX的初始值，即：I0＝VO/R1(1)设被测储能BMS板为线性负载，如图3中，当SW1或者Q1闭合后，流过BMS

保护板产品电流IC和R9两端的电压VX的关系为：

IC＝aVX+b (2)

设R9上的电流IL与R9两端的电压VX的关系为：IL＝a＇VX+b＇ (3)

当图3所示开关SW1或者Q1闭合后，有:IL＝IC+I0 (4)

当K闭合，测试电路接入被测储能BMS板产品后，电阻R9两端电压增加值为产品整机电流IC与R9阻值的乘积。

由式(1)～式(4)可以得到:IC＝IL-IO＝VX/R1+b＇-VO/R1 (5)

对比式(2)和式(5)，可得：a＝a＝1/R1 b＝b＇＝1/R1 (6)

联立式(1)～式(6)，可得；IC＝IL-IO＝VX/R1+1/R1-VO/R1 (7)

假设储能BMS保护板的的休眠功耗电流为IC＇，取样电阻R9上的电流为IL＇，I0＇为不接储能BMS板储能BMS保护板时取样电阻R9上的电流值，通过触摸显示屏彩屏发送指令或者BMS主板上复位按键，让能储能BMS保护板进入休眠状态，才依次按照以上(1)～式(7)的测试步骤，

综上所述，联立式(1)～式(7)得，BMS板的的休眠功耗电流为：

IC＇＝IL＇-IO＇＝VX＇/R1+1/R1-VO＇/R1。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，包括：12V电源、5V电源电路、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板、转换电路、主控电路、触摸显示屏；

所述12V电源、5V电源模块、采样电阻电路、3.3V电源电路、开关控制电路、储能BMS保护板的对应端依次电性连接；

所述采样电阻电路对应端依次与转换电路、主控电路、触摸显示屏对应端电性连接；

所述转换电路包括依次电性连接的反相运算放大器电路、加法器电路、跟随器电路；所述采样电阻电路对应端分别与反相运算放大器电路、加法器电路对应端电性连接；所述跟随器电路对应端还与主控电路对应端电性连接。

2.根据权利要求1所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述主控电路包括MCU单片机。

3.根据权利要求1所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述5V电源电路包括电容C3、稳压芯片U4、电容C4；所述稳压芯片U4的第2端分别与电容C3一端、12V电源的电源端电性连接，所述稳压芯片U4的第3端分别与电容C4一端、采样电阻电路对应端电性连接，所述稳压芯片U4的第1端接地；所述电容C3另一端、电容C4另一端接地；所述稳压芯片U4的芯片型号为HT7550-1，用于将12电源稳压至5V给电路供电。

4.根据权利要求3所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述采样电阻电路包括采样电阻R9，该采样电阻R9对应端还分别与稳压芯片U4的第3端、反相运算放大器电路、加法器电路、3.3V电源电路对应端电性连接。

5.根据权利要求4所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述3.3V电源电路包括电容C5、电容C6、稳压芯片U5；所述稳压芯片U5的第2端分别与电容C5一端、采样电阻R9对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第3端分别与电容C6一端、开关控制电路对应端电性连接，所述稳压芯片U5的第1端接地；所述电容C5另一端、电容C6另一端接地；所述稳压芯片U5的芯片型号设为BL9153-3.3V。

6.根据权利要求5所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述开关控制电路包括开关SW1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1的E端分别与稳压芯片U5的第3端、开关SW1一端、电阻R10一端电性连接；所述三极管Q1的C端与开关SW1另一端电性连接，所述三极管Q1的B端与电阻R10另一端、电阻R11一端电性连接，所述电阻R11另一端与三极管Q2的C端电性连接，所述三极管Q2的B端分别与电阻R12一端、电阻R13一端电性连接，所述三极管Q2的E端与电阻R13另一端电性连接且接地。

7.根据权利要求6所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述反相运算放大器电路包括电阻R1、电阻R4、电阻R7、电容C1、运算放大器芯片U1；所述运算放大器芯片U1的第2端分别与电阻R1、电容C1、电阻R4一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第3端分别经电阻R7接地，所述运算放大器芯片U1的第1端分别与电阻R1另一端、电容C1另一端、加法器电路对应端电性连接；所述电阻R4另一端与采样电阻R9对应端电性连接。

8.根据权利要求7所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述加法器电路包括电阻R5、电阻R3、运算放大器芯片U3、电阻R2、电容C2、电阻R8；所述运算放大器芯片U1的第6端分别与电阻R5、电阻R3、电阻R2、电容C2一端电性连接，所述运算放大器芯片U1的第5端经电阻R8接地，所述运算放大器芯片U1的第7端分别与电阻R2另一端、电容C2另一端、跟随器电路对应端电性连接，所述电阻R3另一端对应与采样电阻R9对应端电性连接。

9.根据权利要求8所述的储能BMS产品检测的微电流电路，其特征在于，所述跟随器电路包括运算放大器芯片U2、电阻R6；所述运算放大器芯片U2的第3端与运算放大器芯片U3的第7端电性连接，所述运算放大器芯片U2的第2端分别与运算放大器芯片U2的第1端、电阻R6一端电性连接，所述电阻R6另一端与MCU单片机对应端电性连接。

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