當電池在規定的負載下進行壽命測試時,其端電壓可能不能指示其能量已放電多少。圖1是一個功率計電路,它使用模擬乘法器來測量電池在給定時刻提供的實際功率(伏特×安培)。為了測量已輸送的總能量,可以使用具有很長時間常數的模擬積分器電路對乘法器的輸出電壓進行積分;或者可以通過 A/D 轉換器頻繁采樣,并將 Wh 讀數累積在計算機中。放電功率和總能量都可以顯示電池使用壽命期間的時間。
圖1.使用模擬乘法器測量電池放電功率。
在圖1示例中,使用AD534乘法器和阻抗差分輸入,電池總負載為RL + R意義.R兩端的壓降意義,施加在 X 輸入,測量通過負載 R 的電流L.電池電壓,VB,應用于 Y 輸入。AD534的輸出與電池的真實瞬時輸出功率成正比。請注意,RL可以是任意線性或非線性接地負載電路。
可控功率放電電路
如果您希望測量電池在恒定功率下放電時的端子性能,可以在反饋環路中使用如圖1所示的功率測量電路來強制實施恒定功率約束。圖2顯示了在受控功率水平下對電池放電的電路。插圖顯示了基本方案,其中表示功率的乘法器輸出的電壓(1 V對應于1 W)與設定值進行比較,并操縱放電電流以將功率恒定在預設水平。
應選擇具有適當功耗能力的Q1;達林頓晶體管可用于更高的功率,但一定要允許V坐達林頓。誤差放大器應具有足夠的輸出電流來驅動調整管的基極(OP50可能是大電流應用的不錯選擇)。
圖2.受控功率放電電路。插圖顯示了基本的反饋原理。
在壓差時繞過穩壓器
使用穩壓器的一個原因是將負載上的恒定電壓保持在遠低于充滿電的新電池端電壓的水平,以最大限度地降低負載中的功耗。隨著電池的使用,其輸出電壓逐漸下降到不再需要穩壓器來降低電壓的水平。事實上,當電池和負載之間的電壓差降低到指定的“壓差”水平以下時,大多數穩壓器就會停止工作。低于此電平時,穩壓器的輸出急劇下降,從而有效地終止了電路的實用性(即使電池可能仍有足夠的容量自行為負載供電一段時間)。
為了防止這種情況發生,對電池電壓進行監控,并發出低電量警告信號,指示電池壽命即將結束(以及穩壓器壓降)。圖3所示電路使用具有低電量警告功能的穩壓器,當檢測到低電量時,會繞過穩壓器,并將電池直接連接到負載電路。
在高電池電量下,輸出電壓被調節,低電量指示燈熄滅;LBO 引腳被拉至輸入電平,功率 MOSFET 關斷。如果輸入電平檢測器的基準 (LBI) 設置為V = V外4 Ω坐(穩壓器的調整管),使用比率,R1/R2= V/1.3 V -1,則就在穩壓器瀕臨掉線時,LBO 變為低電平,打開功率 MOSFET。從這一點開始,輸出是電池電壓減去微不足道的MOSFET壓降。選擇 MOSFET 時要考慮的要點是其閾值電壓和 R德森在此特定工作電壓下的電阻。圖3所示電路將在低至2 V輸入電壓下工作,150 mA時壓差約為100 mV。
圖3.當監管機構退出監管時繞過它。
審核編輯:郭婷
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