[发明专利]一种高压电池交流内阻测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测电池交流内阻的测量装置，尤其是能测量高压电池组交流内阻的电池交流内阻测试仪。

背景技术

目前，电池交流内阻测试仪是由一个1kHz的正弦信号发生器和一个交流放大器组成。通过在被测电池上施加1kHz的正弦信号，在电池上产生电压波动，交流放大器测出电池电压的波动值，与电池上的交流电流之比即为电池的交流内阻。

现有的电池交流内阻测试仪只能对单只电池或20V以下的电池组进行测量，对高电压的电池组无法测量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的不足之处，提供一种既能测量单只电池和低压电池组的交流内阻，又能测量高压电池组的交流内阻的高压电池组交流内阻测试仪。

为了达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由函数发生器U3、电阻R12、R13、R14、R15、电容C13、电位器VR1、VR2、VR3、VR4构成了正弦波发生器，运算放大器U4、场效应管Q4、电阻R16、R17、R18、电位器VR5和电容Ca构成了恒流激励电路，函数发生器U3的2脚输出的正弦波信号经电位器VR5接至运算放大器U4同相输入端，运算放大器U4的输出信号接至场效应管Q4的栅极，场效应管Q4的源极输出端经耦合电容Ca产生正弦波激励信号输出到电池组的正极，电池组的负极连接到电阻R18，正弦波激励电流径电阻R18接地，电阻R18同时接至运算放大器U4的反相输入端，电池组正极连接到交流检测电路中的由电容C16和电阻R20构成无源低通滤波器输入端，无源低通滤波器输出端接至运算放大器U5的同相输入端，其输出端接至由电容E12和运算放大器U7构成的整流电路，整流电路的输出接至由电阻R31和电容E13构成的滤波器。

本发明的有益效果是，采用耦合电容地隔直作用可使低压电路测试高压电池组，整个装置的结构简单、设计合理、操作方便快捷、测量准确。

附图说明

图1是本发明的方框图；

图2是正弦波发生器及激励电路原理图；

图3是交流检测电路原理图。

具体实施方式

由图1至图3可知，本发明是由函数发生器U3、电阻R12、R13、R14、R15、电容C13、电位器VR1、VR2、VR3、VR4构成了正弦波发生器，运算放大器U4、场效应管Q4、电阻R16、R17、R18、电位器VR5和电容Ca构成了恒流激励电路，函数发生器U3的2脚输出的正弦波信号经电位器VR5接至运算放大器U4同相输入端，运算放大器U4的输出信号接至场效应管Q4的栅极，场效应管Q4的源极输出端经耦合电容Ca产生正弦波激励信号输出到电池组的正极，电池组的负极连接到电阻R18，正弦波激励电流径电阻R18接地，电阻R18同时接至运算放大器U4的反相输入端，电池组正极连接到交流检测电路中的由电容C16和电阻R20构成无源低通滤波器输入端，无源低通滤波器输出端接至运算放大器U5的同相输入端，其输出端接至由电容E12和运算放大器U7构成的整流电路，整流电路的输出接至由电阻R31和电容E13构成的滤波器。

图1给出了内阻测试装置的总体构成，“正弦波发生器及激励电路”产生的激励信号(I-OUT和I-GND)输出到被测电池组的两端，电池组产生的电压波动传递给交流检测电路，交流检测电路的输出信号OUT-2即为电池组的交流内阻，通过电压表既可读出其阻值。测量时 为了消除接触电阻带来的误差，采用四端子方式。

图2中，由函数发生器U3与电阻R12～R15、电容C13、电位器VR1～VR4构成了正弦波发生器；运算放大器U4、场效应管Q4、电阻R16～R18、电位器VR5和电容Ca构成了恒流激励电路。函数发生器U3的2脚输出的正弦波信号经电位器VR5施加到运算放大器U4同相输入端，U4的输出信号接至场效应管Q4的栅极，场效应管Q4的源极输出端经耦合电容Ca产生正弦波激励信号I-OUT，该信号输出到被测电池组的正极，被测电池组的负极连接到I-GND，激励电流径电阻R18流入地，在电阻R18上产生的与激励电流成正比的电压信号被反馈给运算放大器U4的反相输入端，由此得到一个恒定的激励电流。函数发生器U3的电源应经过稳压，使其输出的信号幅度稳定，电位器VR1、VR2、VR3和VR4用来调整正弦信号的对称性和失真，电位器VR5调整激励信号的输出电流，一般调整到100mA，电容Ca用于直流的隔离和正弦信号的耦合，应选用耐压高于600V的优质电容器。

在图3中，电池的电压(VBAT+-VBAT-)经过电容C16和电阻R20构成的无源低通滤波器后，在电阻R20上得到了电池电压的交流分量，该交流电压施加到运算放大器U5的同相输入端，放大后，经电容E12耦合到由运算放大器U7构成的整流电路，整流电路的输出经过由R31和E13构成的滤波器滤波得到电池电压波动的有效值。运算放大器U5应选用低噪声、低失调的放大器，整个装置的增益调整到100倍。这样，200mΩ对应2V的输出。