CN102590680A - 一种可模拟真电池特性的智能电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源包括电池模型建立模块、中央处理器、程控电源模块、检测模块和电源输出接口；电池模型建立模块用于基于电压、电流、电量、内阻、温度、老化次数之间的相互关系来建立电池模型；检测模块用于检测所述程控电源模块的电压、电流、电量和温度参数；并把检测到的参数输入至中央处理器；中央处理器用于根据所述检测模块输入的参数，利用电池模型建立模块中建立的模型函数来给程控电源模块进行供电，并且用于设置电池老化次数参数；程控电源模块用于根据中央处理器控制的输出相应的电压和电流；电源输出接口用于把程控电源模块输出的电压和电流传输至负载。
Description
技术领域
本发明涉及智能电源，特别涉及一种可模拟真电池特性的智能电源。
背景技术
在电子产品快速更新的今天，产品更新的速度越来越快，留给产品开发的时间越来短，好的测试工具可大大缩短研发和测试周期，给产品上市争取宝贵的时间。在电子产品开发过程中，电源测试设备是必不可少的开发工具，广泛应用于我们开发、测试、生产过程中。当用电源设备模拟电池给使用电池的产品如手机供电时，我们通常称电源设备为“假电池”。目前的电源设备一般都只能按照用户设置值以固定电压值输出，即为稳压源，但实际上真电池的电压、电量、内阻等参数都会随着电池充放电电流、环境温度等、老化次数等因素发生实时变化，对于开发、测试人员来说，目前的稳压电源不能模拟真电池的这些特性，从而不能暴露出用真电池时产品可能会出现的一些问题或者用真电池测试时需要较长的周期，开发测试人员迫切希望出现一种能够模拟真电池电压、电量、内阻、温度等特性的电源，方便产品的开发调试。
发明内容
本发明的主要目的在于在提供一种能够模拟真电池的电压、电量、内阻等参数都会随着电池充放电电流、环境温度等、老化次数等因素动态变化的电源设备。
为实现上述发明目的，本发明提出一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源包括电池模型建立模块、中央处理器、程控电源模块、检测模块和电源输出接口；
所述电池模型建立模块，用于放电时以初始电压或电量在曲线上找到起点，根据电量检测模块检测放电电量ΔQ，根据曲线关系找到新的Vore值，然后按照Vout＝Vcore-I*R控制所述程控电源模块对外输出电压Vout；充电时：以初始电压或电量在曲线上找到起点，根据电量检测模块检测充电电量ΔQ，根据曲线关系找到新的Vore值，然后按照Vout＝Vcore+I*R控制所述程控电源模块对外输出电压Vout；
所述检测模块，用于检测所述程控电源模块的电压、电流、电量和温度参数；并把检测到的参数输入至所述中央处理器；
所述中央处理器，用于根据所述检测模块输入的参数，利用所述电池模型建立模块中建立的模型函数来给所述程控电源模块进行供电，并且用于设置电池老化次数参数；
所述程控电源模块，用于根据所述中央处理器控制的输出相应的电压和电流；
所述电源输出接口，用于把所述程控电源模块输出的电压和电流传输至负载。
更优选地，该智能电源还包括存储器。
更优选地，所述检测模块包括电压检测单元、电流检测单元、电量检测单元和温度检测单元。
更优选地，该智能电源还包括用于为智能电源和外部设备数据传输的接口通信接口。
更优选地，所述通信接口为USB、串口或网口。
更优选地，该智能电源还包括用于显示智能电源的状态、电压、电量、温度和电流信息的显示器。
更优选地，该智能电源还包括输入设备。
更优选地，所述输入设备为物理按键或触摸屏。
本发明的优点在于，本发明提出的一种可模拟真电池特性的智能电源可模拟电池内阻对输出电压的影响，Vcore为电池空载时电池电压，R为电池包内阻，I为放电电流，那么电池带载后输出电压为V＝Vcore-I*R。可模拟电池电量、电压随充放电电流、充放电时间的变化关系，充电或放电时，电量检测单元检测累计充电或放电电量并上报给CPU，CPU根据电池模型中的电量、电压关系，动态调整输出电压，所以放电时表现为电池电压慢慢下降，充电时表现为电池电压慢慢上升。可模拟老化次数对电池特性的影响，在设置初始参数时可设置电池老化次数，CPU即可调用相应老化次数的电池模型。老化次数对电池特性的影响可表现为内阻的变化、电池电压与电量的关系变化等。可模拟温度对电池特性的影响，在设置初始参数时可设置环境温度，CPU即可调用相应环境温度的电池模型。温度对电池特性的影响可表现为内阻的变化、电池电压与电量的关系变化等。
附图说明
图1为本发明提出的一种可模拟真电池特性的智能电源技术方案模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案进行进一步详细的说明。
如图1所示，图1为本发明提出的一种可模拟真电池特性的智能电源技术方案模块图。从图1可以看出，本发明提出的一种可模拟真电池特性的智能电源包括：中央处理器、程控电源模块、检测模块、电池模型建立模块和电源输出接口；所述电池模型建立模块与所述中央处理器相连，所述中央处理器与所述程控电源模块的输入端相连，所述程控电源模块输出端与所述检测模块输入端相连，检测模块输出端与所述电源输出接口相连；所述检测模块第三端与所述中央处理器相连。该智能电源还包括用于与外界设备传输数据的通信接口；所述通信接口与所述中央处理器相连。该智能电源还包括与所述中央处理器相连的显示器。该智能电源还包括与所述中央处理器相连的存储器。该智能电源还包括与所述中央处理器相连的键盘。检测模块包括电压检测单元、电流检测单元、电量检测单元和温度检测单元。
本技术方案的原理：电池模型建立模块先对各电池建立电池模型，电池模型包括电压、电流、电量、内阻、温度、老化次数之间的相互关系，并将模型存入智能电源的存储设备内，使用智能电源时，只需选择对应的电池模型，设置初始条件如电压、内阻、温度、老化次数后，智能电源即可模拟电池模型特性对外供电，输出电压、电量等特性会随着充放电电流、环境温度、老化次数等因素发生实时变化。
中央处理器：为控制器，负责整个设备的控制；
通信接口：为智能电源和外部设备数据传输的接口，可为USB、串口、网口等；
显示器：为设备的显示单元，可显示设备的状态、电压、电量等信息；
存储器：为设备的存储单元；
键盘：为设备的人工输入设备，可为物理按键或触摸屏；
程控电源模块：为受中央处理器控制的电源模块，电压、电流等特性可受中央处理器控制；
电压检测：为电源输出通路的检测模块，负责输出电压的检测；
电流检测：为电源输出通路的检测模块，负责输出电流的检测；
电量检测：为电源输出通路的检测模块，负责计量外部用电设备的耗电量或充电电电量，并将该信息反馈给中央处理器。
本技术方案的大致工作流程如下：
1、在电脑上，用配套工具软件制作电池模型，工具软件内有默认的电池模型供调用且可根据实际需要进行编辑修改(如直接调用电源内内置的电池模型，可跳过该步)；
2、通过通信接口将电池模型参数文件复制到电源内部的存储器内(如直接调用电源内内置的电池模型，可跳过该步)；
3、通过键盘选择需要调用的电池型号的相关参数；
4、通过键盘设定电池一些初始参数，如当前电池电压、电量、老化次数、环境温度等；
5、连接电源和用电设备，打开输出开关，电源即可模拟真电池的相关特性给用电设备供电，且相关特性的动态变化会在显示屏上显示。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源包括电池模型建立模块、中央处理器、程控电源模块、检测模块和电源输出接口；
所述电池模型建立模块，用于放电时以初始电压或电量在曲线上找到起点，根据电量检测模块检测放电电量ΔQ，根据曲线关系找到新的Vore值，然后按照Vout＝Vcore-I*R控制所述程控电源模块对外输出电压Vout；充电时：以初始电压或电量在曲线上找到起点，根据电量检测模块检测充电电量ΔQ，根据曲线关系找到新的Vore值，然后按照Vout＝Vcore+I*R控制所述程控电源模块对外输出电压Vout；
所述检测模块，用于检测所述程控电源模块的电压、电流、电量和温度参数；并把检测到的参数输入至所述中央处理器；
所述中央处理器，用于根据所述检测模块输入的参数，利用所述电池模型建立模块中建立的模型函数来给所述程控电源模块进行供电，并且用于设置电池老化次数参数；
所述程控电源模块，用于根据所述中央处理器控制的输出相应的电压和电流；
所述电源输出接口，用于把所述程控电源模块输出的电压和电流传输至负载。
2.根据权利要求1所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源还包括存储器。
3.根据权利要求1或2所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，所述检测模块包括电压检测单元、电流检测单元、电量检测单元和温度检测单元。
4.根据权利要求1或2所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源还包括用于为智能电源和外部设备数据传输的接口通信接口。
5.根据权利要求4所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，所述通信接口为USB、串口或网口。
6.根据权利要求1或2所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源还包括用于显示智能电源的状态、电压、电量、温度和电流信息的显示器。
7.根据权利要求1或2所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，该智能电源还包括输入设备。
8.根据权利要求7所述的一种可模拟真电池特性的智能电源，其特征在于，所述输入设备为物理按键或触摸屏。
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