經(jīng)典模擬電池電路設(shè)計(jì)

 在電源類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)檢驗(yàn)過程中,需要用到許多檢測(cè)設(shè)備對(duì)產(chǎn)品的電氣性能進(jìn)行測(cè)試,其中常用的一種檢測(cè)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(cè)到電源產(chǎn)品的輸出特性,但在充電器這種特殊的電子產(chǎn)品中,由于其負(fù)載是電池,若要完整地檢測(cè)一個(gè)電池從放空到充滿整個(gè)過程中充電器的輸出特性,需要花很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池做一個(gè)完整的充電過程,而這么長(zhǎng)的充電時(shí)間顯然會(huì)使生產(chǎn)效率低下,而且經(jīng)常的測(cè)試也會(huì)使被用來充電的電池壽命縮短,并使內(nèi)阻增大,也影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性.基于這種考慮,筆者設(shè)計(jì)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,經(jīng)在生產(chǎn)中實(shí)際使用,效果很好。

其電路原理分析如下: 220V市電經(jīng)T1降壓后,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)壓電源電路,其輸出為穩(wěn)定的5V電源提供給MCP617運(yùn)算放大器.N2的第一腳為恒定的2.5V,作為基準(zhǔn)電壓提供給MCP617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(gè)運(yùn)放,從而控制V1和V3兩個(gè)三極管的導(dǎo)通狀態(tài),使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值. 由于R5的存在,N1A與N1B運(yùn)放的基準(zhǔn)電壓會(huì)相差120uV,因此當(dāng)輸出端對(duì)外供電時(shí),V3是完全截止的,而當(dāng)外部電源對(duì)輸出端充電時(shí),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(huì)恢復(fù)到對(duì)外供電狀態(tài).其特性與實(shí)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0.05Ω. R14電位器用來調(diào)整模擬電池的電壓,其阻值減小時(shí),輸出端電壓升高,其阻值升高時(shí),輸出端電壓降低,R15用來微調(diào)輸出電壓,作精確調(diào)節(jié)電壓用. 筆者也曾用該電路來仿真鋰離子電芯,用來測(cè)試鋰離子電池保護(hù)電路的保護(hù)點(diǎn)參數(shù),所測(cè)得的保護(hù)值非常精確.