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昂佳汽车应急启动电源资讯:模拟电池仿真电路图及原理分析

来源:未知 点击:发表时间:2018-11-13

大家都知道,在电源类电子产品的生产和检验过程中,需要用到许多检测设备对产品的电气性能进行测试,其中常用的一种检测设备就是电子负载,通过改变电子负载的参数,可以检测到电源产品的输出特性。

但在移动电源、汽车应急启动电源这种特殊的可充电电子产品中,由于其负载是电池,若要完整地检测一个电池从放空到充满整个过程中的输出特性,需要花很长时间对电池做一个完整的充电过程,而这么长的充电时间显然不利于生产效率,而且经常这样测试也会使电池寿命缩短,并使内阻增大,影响测试结果的准确性。基于这种考虑,这里设计了一种模拟电池电路,它可以完全地模拟真正的电池,可以被充电,也可以放电,而且其电压可随意设定,在实际使用中效果很好。如下图所示。

其电路原理分析如下:

220V市电经变压器降压后,得到12V左右的不稳定交流电压,该电压经VD3-VD6整流,经L1、C7滤波后,得到不稳定的12V直流电,N2、R1-R6、C2构成稳压电路,其输出为稳定的5V电源,该电源提供给LM358运算放大器,作为LM358的电源使用。N2的第一脚为恒定的2.5V,作为基准电压经分压后提供给LM358作比较用。

电路的输出电压经R7与R13、R17分压后反馈给2个运放,从而控制V1和V3两个三极管的导通状态,使输出电压稳定在设定的值。

该电路能真实地模拟出电池的特性,可以在对外部放电与被充电器充电两种状态间自动转换,同时电池的电压可设,并且非常稳定。当对外供电时,当输出电压发生变化,经R7与R13、R17分压后反馈给N1A运放,从而调整V2的导通状态,进面控制V1的导通状态,使电压迅速稳定在所设值。当被充电时,若输出电压发生变化,经R7与R13、R17分压后反馈给N1B运放,从而调整V3的导通状态,使电压迅速稳定在所设值。

由于R5的存在,N1A与N1B运放的基准电压会相差0.4mV,因此当输出端对外供电时,V3是完全截止的,而当外部电源对输出端充电时,V1是截止的,其充电电流通过R12、R11、VD2、V3泄放掉,相当于充电。移去充电电源后,电路会恢复到对外供电状态。其特性与实际的电池完全一样。

由于真正的电池含有内阻,电路中R12用来充当电阻内阻的作用,其值为0.03Ω,若需增大模拟电池的内阻值,可增大该电阻值。

R13电位器用来调整模拟电池的电压,其阻值减小时,输出端电压升高,其阻值升高时,输出端电压降低,R17用来微调输出电压,作精确调节电压用。

受TL431基准电压影响,该电路的最低仿真电压只能做到1.25V,若需要更低的电池仿真电压,可以通过改变基准电压来实现,比如将TL431改为TL432,或者通过改变电阻值,这样仿真电压可以低至0.75V或更低。

用该电路来仿真锂离子电池,用来测试锂离子电池保护电路的保护参数,所测得的保护值非常精确。该电路由于同时具有稳压电路与电子负载电路,并且此两部分电路为非此即彼的关系,因此也可以单独作为电源来使用,或者单独作为有源电子负载来使用,其负载电压可任意设定。


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