电池的基本功能:放电功率和能量

描述

当电池在规定负载下经过寿命测试时,其端电压可能是其能量排放量的不良指标。图1是瓦特计的电路,该电路使用模拟乘法器测量在给定时刻由电池输送的实际功率(伏特×安培)。为了测量已经提供的总能量,可以使用具有非常长的时间常数的模拟积分电路来对乘法器的输出电压进行积分。或者可以通过A / D转换器以频繁的间隔对其进行采样,并将Wh读数累积在计算机中。在电池寿命期间,可以显示放电功率和总能量与时间的关系。

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在图1的示例中,使用AD534乘法器,带阻抗差分输入,总负载电池上 R L + R SENSE 。施加到X输入的R SENSE 上的电压降测量通过负载R L 的电流。电池电压V B 施加在Y输入端.AD534的输出与电池的真实瞬时输出功率成正比。注意,R L 可以是任意线性或非线性接地负载电路。

受控功率放电电路

如果您想测量电池的终端性能当它以恒定功率放电时,可以在反馈回路中使用如图1所示的功率测量电路来强制执行恒定功率约束。图2示出了用于以受控功率电平对电池放电的电路。插图显示了基本方案,其中来自乘法器的输出电压(表示功率)(1 V对应1 W)与设定值进行比较,并操纵放电电流以保持功率恒定在预设电平。

应选择Q1以具有适当的功耗;达林顿晶体管可以用于更高的功率,但一定要允许达林顿的V sat 。误差放大器应具有足够的输出电流来驱动传输晶体管的基极(OP50可能是高电流应用的理想选择)。

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在压降时旁路调节器

使用稳压器的一个原因是将负载两端的恒定电压维持在远低于新充满电的电池端电压的水平,以最大限度地降低负载的功耗。当使用电池时,其输出电压逐渐下降到不再需要调节器来降低电压的水平。事实上,当电池和负载之间的电压差降低到指定的“压差”水平以下时,大多数稳压器都会停止工作。低于这个水平,调节器的输出急剧下降,有效地结束了电路的有效性(即使电池可能仍然有足够的容量自行供给负载一段时间)。

要防止发生这种情况时,监控电池电压并发出低电量警告信号,指示电池寿命即将结束(以及调节器电压下降)。图3中的电路使用具有低电池警告功能的调节器,在检测到电池电量不足时绕过调节器,并将电池直接连接到负载电路。

电池电量高时,输出电压调节,低电量指示灯熄灭; LBO引脚被拉至输入电平,功率MOSFET关闭。如果输入电平检测器的参考电压(LBI)设置为 V = V out + V sat (调节器的传输晶体管),则使用比率, R 1 / R 2 = V / 1.3 V -1,然后就像调节器打开一样辍学的边缘,LBO变低,开启功率MOSFET。从这一点开始,输出是电池电压减去无关紧要的MOSFET电压降。选择MOSFET时要考虑的重点是在此特定工作电压下的阈值电压和R dson 电阻。图3所示电路的工作电压为2 V输入,100 mA时的压差约为150 mV。

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