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昂佳汽車應(yīng)急啟動電源資訊:模擬電池仿真電路圖及原理分析

來源:未知 作者:昂佳科技 點擊:發(fā)表時間:2018-11-13 17:02:13

大家都知道,在電源類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢驗過程中,需要用到許多檢測設(shè)備對產(chǎn)品的電氣性能進行測試,其中常用的一種檢測設(shè)備就是電子負(fù)載,通過改變電子負(fù)載的參數(shù),可以檢測到電源產(chǎn)品的輸出特性。

但在移動電源、汽車應(yīng)急啟動電源這種特殊的可充電電子產(chǎn)品中,由于其負(fù)載是電池,若要完整地檢測一個電池從放空到充滿整個過程中的輸出特性,需要花很長時間對電池做一個完整的充電過程,而這么長的充電時間顯然不利于生產(chǎn)效率,而且經(jīng)常這樣測試也會使電池壽命縮短,并使內(nèi)阻增大,影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性?;谶@種考慮,這里設(shè)計了一種模擬電池電路,它可以完全地模擬真正的電池,可以被充電,也可以放電,而且其電壓可隨意設(shè)定,在實際使用中效果很好。如下圖所示。

其電路原理分析如下:

220V市電經(jīng)變壓器降壓后,得到12V左右的不穩(wěn)定交流電壓,該電壓經(jīng)VD3-VD6整流,經(jīng)L1、C7濾波后,得到不穩(wěn)定的12V直流電,N2、R1-R6、C2構(gòu)成穩(wěn)壓電路,其輸出為穩(wěn)定的5V電源,該電源提供給LM358運算放大器,作為LM358的電源使用。N2的第一腳為恒定的2.5V,作為基準(zhǔn)電壓經(jīng)分壓后提供給LM358作比較用。

電路的輸出電壓經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給2個運放,從而控制V1和V3兩個三極管的導(dǎo)通狀態(tài),使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。

該電路能真實地模擬出電池的特性,可以在對外部放電與被充電器充電兩種狀態(tài)間自動轉(zhuǎn)換,同時電池的電壓可設(shè),并且非常穩(wěn)定。當(dāng)對外供電時,當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化,經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給N1A運放,從而調(diào)整V2的導(dǎo)通狀態(tài),進面控制V1的導(dǎo)通狀態(tài),使電壓迅速穩(wěn)定在所設(shè)值。當(dāng)被充電時,若輸出電壓發(fā)生變化,經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給N1B運放,從而調(diào)整V3的導(dǎo)通狀態(tài),使電壓迅速穩(wěn)定在所設(shè)值。

由于R5的存在,N1A與N1B運放的基準(zhǔn)電壓會相差0.4mV,因此當(dāng)輸出端對外供電時,V3是完全截止的,而當(dāng)外部電源對輸出端充電時,V1是截止的,其充電電流通過R12、R11、VD2、V3泄放掉,相當(dāng)于充電。移去充電電源后,電路會恢復(fù)到對外供電狀態(tài)。其特性與實際的電池完全一樣。

由于真正的電池含有內(nèi)阻,電路中R12用來充當(dāng)電阻內(nèi)阻的作用,其值為0.03Ω,若需增大模擬電池的內(nèi)阻值,可增大該電阻值。

R13電位器用來調(diào)整模擬電池的電壓,其阻值減小時,輸出端電壓升高,其阻值升高時,輸出端電壓降低,R17用來微調(diào)輸出電壓,作精確調(diào)節(jié)電壓用。

受TL431基準(zhǔn)電壓影響,該電路的最低仿真電壓只能做到1.25V,若需要更低的電池仿真電壓,可以通過改變基準(zhǔn)電壓來實現(xiàn),比如將TL431改為TL432,或者通過改變電阻值,這樣仿真電壓可以低至0.75V或更低。

用該電路來仿真鋰離子電池,用來測試鋰離子電池保護電路的保護參數(shù),所測得的保護值非常精確。該電路由于同時具有穩(wěn)壓電路與電子負(fù)載電路,并且此兩部分電路為非此即彼的關(guān)系,因此也可以單獨作為電源來使用,或者單獨作為有源電子負(fù)載來使用,其負(fù)載電壓可任意設(shè)定。


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