引言
在便攜式應用場合,迫切需要有容量高、體積小、重量輕的電池。目前,在一次、二次電池中,鋰電池已經取代鎳鎘、鎳氫電池得到了廣泛的應用。但鋰電池存在“對過充電、過放電的耐受力差”的缺點,所以,鋰電池都必須配有保護電路板,對鋰電池的過充電、過放電起保護作用。保護板由鋰電池供電,正常耗漏電流為2μA~3μA,如果保護板的漏電流超過5μA,將引起電池存儲壽命縮短,嚴重時可使電池損壞。因此,迫切需要一種測試儀對鋰電池保護板漏電流進行檢測。
本研究利用集成電路ICL7107設計鋰電池保護板漏電流快速檢測儀。
1、保護電路漏電流過大的危害分析
1.1、保護電路分析
鋰電池保護電路原理圖如圖1所示。圖中U1采用日本理光R5421N151F鋰電池保護芯片,U2采用三洋FTD2017金屬氧化物半導體管(MOST)。當鋰電池在工作過程中出現過充、過放、過流、短路等異常情況時,U2作為開關器件,將迅速切斷電路,以保證鋰電池的安全。
圖1 鋰電池保護電路原理圖
1.2、產生漏電流的環節
由圖1可知,鋰電池保護電路產生的漏電流包含以下3個環節:①電容C1產生的漏電流;②R5421N151F芯片的內部工作電流;③FTD2017金屬氧化物半導體管產生的漏電流。
當電容C1產生過大的漏電流,或R5421N151F芯片異常產生過大的內部工作電流,或FTD2017晶體管G-S靜電擊穿,或PCB線路板銅箔因距離近引起走線短路時,保護電路將產生過大的漏電流。
1.3、漏電流過大的危害分析
從圖1可知,保護板接在電池兩端。當保護板自身漏電流過大時,一方面保護板本身無法對系統起有效保護作用;另一方面將使鋰電池存儲壽命縮短,嚴重時可使電池損壞。據統計,保護板漏電流過大,約占總量3‰左右。由于保護板漏電流過大具有很大的隱蔽性,一般須經3~6個月的使用后才能發覺,如鋰電池的價格以20元/塊、產量以10000塊/天計算,將造成鋰電池生產廠家每天600元的損失,一年將產生20萬元的退貨,并造成負面的信譽影響。
2、保護板漏電流測試原理分析
2.1、測試儀工作原理
測試儀由基準電路、測試電壓電路、比較電路、數顯312/微安表、報警電路等部分組成,其原理圖如圖2所示。
圖2 保護板漏電流測試儀原理圖
基準電路:R1,DW1組成2.5V的低溫飄高穩定電壓信號源,經R2,W1分壓,得到約5mV的基準電壓。基準電壓加比較電路LM358的反相輸入端。
測試電壓電路:本測試儀按鋰電池的工作電壓為4.2V設計,經DW2穩壓,通過調整W2獲得4.2V電壓,作為保護板測試電壓。
保護板測試用電壓通過OUT+,OUT-插座和測試表筆,加到保護板兩端,保護板漏電流通過電阻R7產生一個電壓降:
UR7=I漏&TImes;R7=XμA&TImes;(1&TImes;103)Ω=XmV(假設漏電流為xμA)
漏電流在電阻R7上產生的電壓降,同時通過電阻R3,電容C4濾波,加在LM358的同相輸入端,與5mV的基準端比較,當漏電流較大,在R7上形成的壓降超過5mV,LM358的同相輸入端電壓超過反相輸入端,輸出端電位變高,驅動9013,帶動蜂鳴器產生聲音告警信號。
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史海拾趣
在電子行業中,Helicomm公司憑借其深厚的技術積累和不斷創新的精神,逐漸嶄露頭角并發展成為業界的佼佼者。以下是關于Helicomm公司發展起來的五個相關故事:
1. ZigBee技術的引領者
自2002年成立以來,Helicomm公司便致力于ZigBee及IEEE 802.15.4標準的研究與產品開發,成為全球ZigBee技術的引領者之一。公司不僅成功完成了IEEE 802.15.4和ZCP的雙重資格認證,還推出了多款經過FCC認證的ZigBee模塊,廣泛應用于市政、安全、監測、物流、定位等領域。Helicomm的ZigBee模塊為客戶搭建了一條從芯片到應用的快速通道,極大地簡化了無線產品的開發流程。(信息來源:百度百科)
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2005年,Helicomm公司完成了對尉普(WirelessPlug)科技股份有限公司的并購,并成立了赫立訊科技(北京)有限公司,作為其在中國的全資子公司。這一舉措不僅增強了Helicomm在全球無線通訊市場的競爭力,還為其在中國市場的拓展奠定了堅實的基礎。赫立訊科技繼承了尉普在無線傳輸終端產品方面的技術積累,進一步推動了ZigBee等無線通訊技術在中國的應用與發展。(信息來源:安陽市菲云網絡科技有限公司網站)
3. 參與國際標準制定
作為ZigBee聯盟的創始會員之一,Helicomm公司積極參與了ZigBee標準的制定與推廣工作。通過與國際同行的緊密合作與交流,Helicomm不斷提升自身在無線通訊領域的技術實力和影響力。其產品在符合國際標準的同時,也融入了公司的獨特創新,滿足了不同行業客戶的多樣化需求。(信息來源:綜合多個來源)
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近年來,Helicomm公司聯合柏元網控、研華科技等合作伙伴,共同推出了針對油田、水利等行業的工業無線監控系統方案。該系統方案充分利用了Helicomm在ZigBee、GSM/GPRS/CDMA等無線通訊技術方面的優勢,結合合作伙伴在軟件監控、硬件采集控制等方面的專長,為相關行業提供了高效、可靠的無線監控解決方案。這一創新不僅提升了行業的智能化水平,也進一步鞏固了Helicomm在無線通訊領域的領先地位。(信息來源:重慶市智暢行物聯科技有限公司網站)
5. 國際市場的拓展
Helicomm公司的產品不僅在中國市場取得了顯著成績,還成功打入國際市場,贏得了廣泛的認可。公司憑借其先進的技術、穩定的產品性能和優質的本地化服務,在國際市場中建立了一席之地。特別是在水利、交通、環保、氣象等領域,Helicomm的無線通訊產品得到了廣泛應用,為全球客戶提供了可靠的無線通訊解決方案。(信息來源:綜合多個來源)
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對于STM32與四線電阻觸摸屏的接口電路,網友可能會有以下一系列問題,我將逐一進行回答:
1. STM32如何與四線電阻觸摸屏連接?
回答:STM32與四線電阻觸摸屏的連接主要通過STM32的GPIO口實現。通常,STM32的多個GPIO口會分別連接到四線電阻觸摸屏的X+、X-、Y+、Y-四個引腳。這些引腳用于驅動和檢測觸摸屏上的觸摸動作。
2. 如何在STM32上配置GPIO以支持四線電阻觸摸屏?
回答:在STM32上配置GPIO以支持四線電阻觸摸屏時,需要將相應的GPIO口配置為模擬輸出(用于驅動觸摸屏)或模擬輸入(用于讀取觸摸屏上的電壓信號)。此外,還需要配置中斷引腳來檢測觸摸屏是否被觸摸。具體的配置步驟包括設置GPIO的模式(如推挽輸出、上拉輸入等)、速度以及是否啟用中斷等。
3. 如何使用STM32讀取四線電阻觸摸屏的坐標值?
回答:讀取四線電阻觸摸屏的坐標值通常涉及兩步操作:首先,通過驅動觸摸屏的X+或Y+引腳為高電平,并同時保持對應的X-或Y-引腳為低電平,以在觸摸屏上形成電壓梯度;然后,使用ADC(模數轉換器)讀取另一側的X+或Y+引腳上的電壓值。根據讀取到的電壓值與參考電壓的比例關系,可以計算出觸摸點的X或Y坐標。為了獲得更準確的坐標值,通常需要進行多次讀取并取平均值。
4. 是否需要外部控制芯片來實現STM32與四線電阻觸摸屏的接口?
回答:不一定需要外部控制芯片。STM32的GPIO口和ADC功能已經足夠強大,可以直接與四線電阻觸摸屏接口。然而,在某些情況下,為了簡化電路設計或提高觸摸檢測的精度和穩定性,可能會使用如XPT2046這樣的專用觸摸屏控制芯片。這些芯片內部集成了A/D轉換器和觸摸屏控制邏輯,可以通過SPI等接口與STM32通信,從而簡化軟件設計。
5. 如何進行觸摸屏的校準?
回答:觸摸屏的校準是為了確保觸摸點與實際屏幕坐標之間的準確對應。通常,在觸摸屏首次使用或更換后需要進行校準。校準過程包括在觸摸屏上選擇幾個已知的點(如屏幕的四個角),然后記錄這些點對應的ADC值。通過計算這些點的ADC值與實際屏幕坐標之間的關系,可以得到校準參數(如縮放因子和偏移量)。在后續的觸摸檢測中,可以使用這些校準參數將ADC值轉換為實際的屏幕坐標。
6. STM32與四線電阻觸摸屏接口電路中的常見問題有哪些?
回答:STM32與四線電阻觸摸屏接口電路中的常見問題可能包括:
- 觸摸屏無響應:可能是由于GPIO配置錯誤、ADC配置不當或觸摸屏硬件故障等原因導致。
- 坐標偏移:可能是由于觸摸屏未正確校準或校準參數設置錯誤導致。
- 觸摸點跳動:可能是由于觸摸屏表面有污漬、靜電干擾或ADC采樣不穩定等原因導致。
解決這些問題的方法通常包括檢查GPIO和ADC的配置、重新校準觸摸屏以及清潔觸摸屏表面等。如果問題依然存在,可能需要檢查觸摸屏硬件是否損壞。
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