一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法

摘要

本发明涉及一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器。电平检测电路判断输入信号Vin是否有效，将输出信号Vout送至计时电路，并通过光耦实现模拟器与输入端的安全隔离；计时电路根据电平检测电路的输出信号，决定是否输出计时信号1和计时信号2；恒流输出电路根据计时电路的输出结果，决定是否在输入信号Vin和地之间产生恒定电流，模拟Bypass组件的起爆电流，并在计时信号无效时，有效终止恒定电流的输出。本发明能够避免使用真实Bypass组件造成浪费，导致较高的测试成本，又可以全面验证Bypass驱动功能，保证测试的覆盖性和有效性，并且具有较高的通用性和可重复使用性。同时使用了光耦隔离技术和恒流输出电路双重关断技术，保证了航天器的测试安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法，适用于航天器锂电池组Bypass组件驱动功能的地面测试。

背景技术

在航天器小型化设计的发展趋势下，锂离子电池因具备比能量高、体积小、热效应小、自放电率低、单体电压高、无记忆效应等特点，逐步成为继镉镍电池、氢镍电池之后的第三代航天器储能电池。然而，若锂电池发生单体开路故障，则将导致整组蓄电池的失效。因此，锂电池组大多为各单体电池配置了Bypass组件，用于旁路发生开路故障的单体，保证整组蓄电池在开路故障下仍可充放电。当锂电池单体发生开路故障时，航天器将驱动故障单体的Bypass组件，实现对故障单体的旁路。若Bypass组件驱动功能失效，故障单体将称为蓄电池故障的单点，引起锂电池组的致命性失效。

Bypass组件为一次性动作的元器件，触发动作后无法恢复初始状态。因此，在航天器锂电池组Bypass组件驱动功能的地面测试中，若使用真实Bypass组件验证航天器的Bypass组件驱动功能，则测试结束后需更换已触发的Bypass组件，导致Bypass组件的浪费，造成测试成本的提高。

目前，Bypass组件驱动功能的测试有两种方法。方法一：使用真实Bypass组件验证该功能；方法二：不使用真实Bypass组件，仅测量航天器Bypass组件驱动电路输出电压的正确性。上述两种测试方法都存在较大的弊端。方法一中，Bypass组件在触发动作后无法恢复初始状态，需进行更换，造成了Bypass组件的浪费和测试成本的升高。方法二保证了Bypass驱动接口的对应性，却无法验证航天器驱动能力是否满足设计要求。因此，以上二者均不能既降低测试成本，又保证测试覆盖性和有效性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有Bypass驱动功能测试方法的不足，提供了一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法，具有较高的通用性和可重复使用性，可明显降低测试成本，且有效地保证了测试的覆盖性和有效性，同时使用了光耦隔离技术和恒流输出电路双重关断技术，保证了航天器的测试安全。

本发明的技术解决方案是：

一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器，包括电平检测电路、计时电路和恒流输出电路；

电平检测电路判断输入信号V

所述的电平检测电路包括电阻R

所述的恒流输出电路包括电阻R

一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器的模拟方法，步骤如下：

(1)电平检测电路实时检测输入信号是否为高电平。当输入信号为低电平时，光耦的输出端关断，则输出信号V

(2)当计时电路接收到电平检测电路输出信号为稳定电平信号或下降沿信号时，不处理，计时信号1和计时信号2保持低电平；当计时电路接收到电平检测电路的输出信号为上升沿信号时，计时电路开始计时，计时信号1和计时信号2由低电平变为高电平；

(3)当恒流输出电路接收到计时信号1和计时信号2为高电平时，光耦U

(4)在开始计时后的t1时刻，计时信号1在由高电平变为低电平。恒流输出电路接收到计时信号1为低电平后，光耦U

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明首次提出一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器，代替真实Bypass组件，既能够避免使用真实Bypass组件造成浪费，导致较高的测试成本，又可以全面验证Bypass驱动功能，保证测试的覆盖性和有效性，并且具有较高的通用性和可重复使用性。同时使用了光耦隔离技术和恒流输出电路双重关断技术，保证了航天器的测试安全。

(2)本发明涉及一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器：包括电平检测电路、计时电路、恒流输出电路。电平检测电路判断输入信号V

附图说明

图1为一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器示意图图。

图2为电平检测电路组成示意图。

图3为恒流输出电路组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提供了一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器，如图1所示，包括电平检测电路、计时电路、恒流输出电路。电平检测电路判断输入信号V

图2为电平检测电路原理图。电平检测电路包括电阻R

图3为恒流输出电路原理图。恒流输出电路包括电阻R

下面结合工作步骤对本发明的电路进行说明。

(1)电平检测电路实时检测输入信号是否为高电平。当输入信号为低电平时，光耦的输出端关断，则输出信号V

(2)当计时电路接收到电平检测电路输出信号为稳定电平信号或下降沿信号时，不处理，计时信号1和计时信号2保持低电平；当计时电路接收到电平检测电路的输出信号为上升沿信号时，计时电路开始计时，计时信号1和计时信号2由低电平变为高电平；

(3)当恒流输出电路接收到计时信号1和计时信号2为高电平时，光耦U

(4)在开始计时后的t1时刻，计时信号1在由高电平变为低电平。恒流输出电路接收到计时信号1为低电平后，光耦U