一种交流恒流源开路输出限幅装置的制作方法

本发明涉及锂电池交流内阻测试，特别指一种交流恒流源开路输出限幅装置。

背景技术：

1、随着锂电池技术的迅速发展，其能量密度越来越大，锂电池的能量有效利用率成了十分重要的一项参数，锂电池的交流内阻大小直接决定了锂电池在能量释放过程中自身的能量损耗，所以锂电池的交流内阻测试是锂电池检验阶段的一项重要测试。

2、锂电池的交流内阻为电芯内阻和保护板内阻之和，通过交流内阻可体现电芯和保护板在装配之后是否存在异常，如焊接接触不良、装配错位、装配中导致的电芯或者保护板损伤等问题。

3、针对锂电池的交流内阻测试，采用在锂电池两端使用频率为1khz的交流恒流源进行测试的方法。出于保护板的自身防护考虑，保护板上增加各种不同程度的静电防护措施，因此，在锂电池的交流内阻测试过程中，在交流恒流源刚接入测试对象时，需要保证交流恒流源在输出线在未接负载、处于开路状态下时，输出线两端的电压不至于对保护板上的静电防护措施和保护板上耐压性能较低的集成芯片产生影响，开路状态下的输出电压峰值需符合待测的锂电池的安全测量电压范围。

4、然而，传统上交流恒流源输出线(测试夹具线)在开路状态下的输出电压为固定输出值，无法对其进行限幅，无法满足不同锂电池内部的不同设计的保护板所允许的安全电压范围，在输出线刚接入锂电池或者测试过程中接触不良的状态下，存在输出电压超出保护板所允许的安全电压的风险。

5、因此，如何提供一种交流恒流源开路输出限幅装置，实现对交流恒流源开路输出电压进行限幅，以提升锂电池交流内阻测试的安全性，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种交流恒流源开路输出限幅装置，实现对交流恒流源开路输出电压进行限幅，以提升锂电池交流内阻测试的安全性。

2、本发明是这样实现的：一种交流恒流源开路输出限幅装置，包括一控制模块、一一级dac模块、一二级dac模块、一带通滤波模块、一电压转电流模块以及一输出电压限幅模块；

3、所述一级dac模块的输入端与控制模块连接，输出端与二级dac模块的输入端以及输出电压限幅模块的输入端连接；所述带通滤波模块的输入端与二级dac模块的输出端连接，输出端与电压转电流模块的输入端连接；所述二级dac模块的输入端与控制模块连接；所述输出电压限幅模块的输出端与电压转电流模块的输入端连接。

4、进一步地，所述控制模块包括一单片机u7、一电容c5、一电容c6、一电容c7、一电容c8、一电容c9、一电容c10、一电容c11、一电容c12、一电容c13、一电容c14、一电容c15、一电容c16、一电容c37、一电容tc1、一电容tc2、一电容tc3、一电容tc4、一电阻tr1、一电阻tr2、一电阻tr3、一电阻tr4、一电阻tr5、一电阻tr6、一电阻r9、一晶振y1以及一接线端子tj1；

5、所述单片机u7的引脚94、95、96与一级dac模块连接，引脚9、10、11、12、13与二级dac模块连接，引脚70与电容tc1、电阻tr1、接线端子tj1的引脚5连接，引脚88与电容tc2、晶振y1连接，引脚89与电阻tr2连接，引脚64与电阻tr3连接，引脚68与电阻tr4、电容tc4连接，引脚59与电阻tr5连接，引脚97、98、99、100分别与接线端子tj1的引脚4、3、2、1连接；

6、所述电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13以及电容c14相互并联后，一端与单片机u7的引脚7、8、16、26、28、39、47、51、52、69、79、90、101、122、113连接，另一端与电阻r9连接；

7、所述电容c15、电容c16以及电容c37相互并联后，一端与单片机u7的引脚87连接，另一端与电阻r9连接；

8、所述电阻r9的一端接地，另一端与单片机u7的引脚17、48、55、58、80、114连接。

9、进一步地，所述一级dac模块包括一dac芯片u1、一电阻r4以及一电阻r6；

10、所述dac芯片u1的引脚3与输出电压限幅模块连接，引脚7与二级dac模块连接，引脚11与电阻r6连接，引脚12、13、14与单片机u7连接，引脚15与电阻r4连接。

11、进一步地，所述二级dac模块包括一dac芯片u2、一运放u3a、一运放u3b、一电阻r1、一电阻r2、一电阻r3、一电阻r5、一电阻r7、一电阻r8以及一电容c1；

12、所述dac芯片u2的引脚1与电容c1以及运放u3b的引脚6连接，引脚2、3与运放u3b的引脚5连接并接地，引脚4、5、6、7、8、9、10、11、12、13与单片机u7连接，引脚15与电阻r2以及一级dac模块连接，引脚16与电容c1、电阻r5、电阻r7以及运放u3b的引脚7连接；

13、所述运放u3a的引脚1与电阻r1、电阻r3、电阻r8以及带通滤波模块连接，引脚2与电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r5连接，引脚3接地。

14、进一步地，所述带通滤波模块包括一运放u13a、一运放u13b、一电阻r18、一电阻r118、一电阻r120、一电阻r121、一电阻r126、一电阻r129、一电阻r130、一电容c92、一电容c93、一电容c103以及一电容c104；

15、所述运放u13a的引脚1、2均与电阻r18、电阻r126以及电阻r129连接，引脚3与电阻r130以及电容c103连接；所述电阻r18与电压转电流模块连接；

16、所述电容c104的一端与电阻r126以及电容c103连接，另一端与电阻r18、电容c93以及运放u13b的引脚6、7连接；所述电阻r120的一端与电容c92、运放u13b的引脚5连接，另一端与电阻r121以及电容c93连接；所述电阻r121与二级dac模块连接。

17、进一步地，所述电压转电流模块包括一运放u4a、一运放u4b、一三极管q1、一三极管q2、一三极管q3、一三极管q4、一电阻r10、一电阻r11、一电阻r12、一电阻r13、一电阻r14、一电阻r15、一电阻r16、一电阻r17、一电阻r19、一电阻r21、一电阻r22、一电容c2、一电容c3、一电容c4、一电容c58、一二极管d2以及一二极管d5；

18、所述运放u4a的引脚1与电阻r15以及电阻r19连接，引脚2与电阻r17、电容c2以及电容c3连接，引脚3与带通滤波模块连接；所述电阻r15与电容c2连接；

19、所述运放u4b的引脚5与电阻r14以及电阻r16连接，引脚6与电阻r10以及电阻r13连接，引脚7与电阻r10、电阻r17以及电容c3连接；所述电阻r12分别与电阻r13、电阻r14以及电容c8连接；

20、所述三极管q1的b极与电阻r11以及二极管d2的输入端连接，c极与电阻r11连接，e极与三极管q2的b极连接；所述三极管q2的e极与电阻r22以及三极管q4的e极连接；所述三极管q4的b极与三极管q3的e极连接；所述三极管q3的c极与电阻r21连接，b极与电阻r21以及二极管d5的输出端连接；所述二极管d5的输入端与电阻r19、二极管d2的输出端以及输出电压限幅模块连接；所述电阻r22与电容c4连接。

21、进一步地，所述输出电压限幅模块包括一运放u5a、一运放u5b、一运放u6a、一运放u6b、一电阻r23、一电阻r24、一电阻r25、一电阻r26、一电阻r27、一电阻r28、一电阻r29、一电阻r30、一电阻r31、一电阻r32、一二极管d1以及一二极管d3；

22、所述电阻r26的一端与电阻r25以及运放u6a的引脚2连接，另一端与一级dac模块连接；所述电阻r28的一端与电阻r25一级运放u6a的引脚1连接，另一端与运放u5a的引脚3连接；所述运放u5a的引脚1与电阻r24、电阻r31以及二极管d3的输入端连接，引脚2与电阻r24连接；所述二极管d1的输入端与二极管d3的输出端以及电压转电流模块连接，输出端与电阻r23、电阻r30以及运放u5b的引脚7连接；所述运放u5b的引脚5与电阻r27连接，引脚6与电阻r23连接；所述运放u6b的引脚5与一级dac模块连接，引脚6与电阻r29以及电阻r32连接，引脚7与电阻r27以及电阻r32连接。

23、本发明的优点在于：

24、通过设置控制模块、一级dac模块、二级dac模块、带通滤波模块、电压转电流模块以及输出电压限幅模块，控制模块、一级dac模块、二级dac模块、带通滤波模块以及电压转电流模块依次连接，输出电压限幅模块分别与一级dac模块以及电压转电流模块连接，控制模块与二级dac模块连接；控制模块控制一级dac模块的输出电压作为二级dac模块以及输出电压限幅模块的基准电压，控制二级dac模块输出的电压经过带通滤波模块的滤波后输入电压转电流模块，电压转电流模块通过输出电压限幅模块对输出电压进行限幅，即实现对交流恒流源开路输出电压进行限幅，极大的提升了锂电池交流内阻测试的安全性。