本文中解釋的精確電池容量測(cè)試儀電路可用于實(shí)時(shí)測(cè)試任何可充電電池的最大備用容量。

基本概念

該電路的工作原理是通過(guò)恒流對(duì)充滿電的被測(cè)電池放電，直到其電壓達(dá)到深度放電值。

此時(shí)，電路自動(dòng)切斷電池與電源的連接，而連接的石英時(shí)鐘提供電池提供備用電池的經(jīng)過(guò)時(shí)間。時(shí)鐘上的經(jīng)過(guò)時(shí)間告知用戶電池相對(duì)于設(shè)定放電電流的精確容量。

現(xiàn)在讓我們借助以下幾點(diǎn)來(lái)了解所提出的電池容量etster電路的詳細(xì)工作原理：

賽道的主要階段

參考上述電池備份時(shí)間測(cè)試儀的原理圖，設(shè)計(jì)可分為3個(gè)階段：

使用IC1b的恒流放電級(jí)

使用IC1a的深度放電切斷級(jí)

外部 1.5 V 石英時(shí)鐘電源截止

單個(gè)雙通道運(yùn)算放大器IC LM358用于實(shí)現(xiàn)恒流放電和深度放電切斷過(guò)程。

比較器運(yùn)算放大器IC1b的工作方式類似于電池的精密恒流放電控制器。

恒流電池放電的工作原理

電阻R8至R17形式的虛擬放電負(fù)載連接在MOSFET源極端子和接地線之間。

根據(jù)首選的放電電流，在這些并聯(lián)電阻組上產(chǎn)生等效壓降。

注意到該壓降，并通過(guò)預(yù)設(shè)P1在IC1b運(yùn)算放大器的同相輸入端調(diào)整完全相同的電位。

現(xiàn)在，只要電阻兩端的壓降低于該設(shè)定值，運(yùn)算放大器輸出就會(huì)繼續(xù)保持高電平，MOSFET保持導(dǎo)通狀態(tài)，以首選的恒流速率對(duì)電池放電。

但是，如果假設(shè)電流由于某種原因而趨于增加，則電阻組兩端的壓降也會(huì)增加，導(dǎo)致IC1b的反相引腳2處的電位超過(guò)同相引腳3。這會(huì)立即將運(yùn)算放大器的輸出翻轉(zhuǎn)至 0V，從而關(guān)閉 MOSFET。

當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，電阻兩端的電壓也會(huì)瞬時(shí)下降，運(yùn)算放大器再次接通MOSFET，并且該開(kāi)/關(guān)周期以快速速率繼續(xù)，確保恒流放電完美地保持在預(yù)定水平。

如何計(jì)算恒流電阻

連接在 MOSFET T1 源端的并聯(lián)電阻組決定了電池的恒流放電負(fù)載。

這模仿了電池在正常工作期間可能承受的實(shí)際負(fù)載和放電率。

如果使用鉛酸電池，那么我們知道其理想放電率應(yīng)該是其 Ah 值的 10%。假設(shè)我們有一個(gè) 50 Ah 的電池，那么放電率應(yīng)該是 5 安培。電池也可以以更高的速率放電，但這可能會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命，因此 5 安培成為理想的偏好。

現(xiàn)在，對(duì)于 5 安培電流，我們必須設(shè)置電阻值，使其在響應(yīng) 5 安培電流時(shí)自身可能產(chǎn)生約 0.5 V。

這可以通過(guò)歐姆定律快速評(píng)估：

R = V/I = 0.5 / 5 = 0.1 歐姆

由于有 10 個(gè)并聯(lián)電阻，每個(gè)電阻的值變?yōu)?0.1 x 10 = 1 歐姆。

瓦數(shù)可以計(jì)算為 0.5 x 5 = 2。5 瓦

由于 10 個(gè)電阻并聯(lián)，因此每個(gè)電阻器的瓦數(shù)可以是 = 2.5 / 10 = 0.25 瓦或簡(jiǎn)單的 1/4 瓦。但是，為了確保精確工作，每個(gè)電阻器的功率可以增加到 1/2 瓦。

如何設(shè)置深度放電截止

決定電池備份最低電壓閾值的深度放電切斷由運(yùn)算放大器IC1a處理。

可以按以下方式設(shè)置它：

假設(shè) 12 V 鉛酸電池的最低放電水平為 10 V。預(yù)設(shè) P2 的設(shè)置使得 K1 連接器兩端的電壓產(chǎn)生精確的 10 V。

這意味著運(yùn)算放大器的反相引腳2現(xiàn)在設(shè)置為精確的10 V基準(zhǔn)電壓。

現(xiàn)在，在開(kāi)始時(shí)，電池電壓將高于這個(gè)10 V電平，導(dǎo)致引腳3同相輸入引腳高于引腳2。因此，IC1a的輸出將很高，從而允許繼電器接通。

這反過(guò)來(lái)又允許電池電壓到達(dá)MOSFET進(jìn)行放電過(guò)程。

最后，當(dāng)電池放電至10 V以下時(shí)，IC1a的引腳3電位高于引腳2，導(dǎo)致其輸出變?yōu)榱悖^電器關(guān)閉。電池被切斷并停止進(jìn)一步放電。

如何測(cè)量已用備份時(shí)間

為了根據(jù)電池達(dá)到完全放電水平所需的時(shí)間來(lái)直觀地測(cè)量電池容量，必須有一個(gè)時(shí)間指示器，該指示器將顯示從開(kāi)始到電池達(dá)到深度放電水平的經(jīng)過(guò)時(shí)間。

這可以通過(guò)連接任何普通石英掛鐘并移除其 1.5 V 電池來(lái)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。

首先，從時(shí)鐘中取出 1.5 V 電池，然后將電池端子連接到 K4 連接器點(diǎn)，極性正確。

接下來(lái)，時(shí)鐘被判為12 0時(shí)鐘。

現(xiàn)在，當(dāng)電路啟動(dòng)時(shí)，第二對(duì)繼電器觸點(diǎn)將1.5 V DC從R7/D2的連接點(diǎn)連接到時(shí)鐘。

這為石英鐘供電，以便它可以顯示電池放電過(guò)程經(jīng)過(guò)的時(shí)間。

最后，當(dāng)電池深度放電時(shí)，繼電器切換并斷開(kāi)時(shí)鐘電源。時(shí)鐘上的時(shí)間凍結(jié)并記錄精確的電池容量，或電池的實(shí)際備份時(shí)間。

測(cè)試程序

一旦電池容量測(cè)試儀的組裝完成，您需要將以下附件連接到從K1到K4的各種連接器上。

K1應(yīng)與電壓表連接，通過(guò)P2調(diào)節(jié)設(shè)置深度放電電壓等級(jí)。

K2可以與電流表連接以檢查電池的恒流放電，盡管這是可選的。如果在 K2 處不使用電流表，請(qǐng)確保在 K2 點(diǎn)之間添加導(dǎo)線鏈接。

被測(cè)電池應(yīng)以正確的極性連接在 K3 上。

最后，石英鐘的電池端子應(yīng)通過(guò)K4連接，如上一節(jié)所述。

一旦上述項(xiàng)目得到適當(dāng)集成，并按照前面的說(shuō)明進(jìn)行預(yù)設(shè)P1 / P2設(shè)置，就可以按下開(kāi)關(guān)S1來(lái)初始化電池容量測(cè)試過(guò)程。

如果連接了電流表，它將立即開(kāi)始顯示由MOSFET源電阻設(shè)置的精確恒流放電，并且石英時(shí)鐘將開(kāi)始記錄電池的運(yùn)行時(shí)間。

聲音電池測(cè)試儀

這個(gè)簡(jiǎn)單的有聲電池測(cè)試電路檢查1.5 V至12 V范圍內(nèi)所有類型的電池的狀況。該電路中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振蕩器，其輸出頻率與電源電壓相當(dāng)獨(dú)立，但隨著電源阻抗的變化而有很大差異。因此，通過(guò)顯示單個(gè)電子元件，新電池或電池將提供大約 500 Hz 的音符。

放置耗盡的電池時(shí)，提供約1 kHz的注釋。該器件的電池電壓在 1.5 V 至 14 V 之間進(jìn)行了檢查，使用 BC547 作為 Q1，使用 BC557 作為 Q2。