电池仿真电路
模拟锂电池电路
模拟锂电池电路锂电池是一种常见的能量存储装置,在现代生活中广泛应用。
为了更好地理解锂电池的工作原理,我们可以通过模拟锂电池电路来探索其内部结构和运行机制。
锂电池通常由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极是锂电池的能量来源,负极则用于吸收和存储电荷。
电解液则起到导电和离子传输的作用,而隔膜则防止正负极直接接触。
为了模拟锂电池电路,我们可以使用一些基本的电子元件来代表正极、负极、电解液和隔膜。
例如,我们可以使用电源代表正极,使用电阻代表负极,使用电容代表电解液,使用绝缘体代表隔膜。
在模拟锂电池电路中,电源提供电流使得正极处于高电位,而负极处于低电位。
这样就形成了一个电势差,使得电子从正极流向负极,从而产生电流。
同时,离子也从正极通过电解液传输到负极,维持了正负极之间的平衡。
在锂电池充电过程中,电流从外部电源流向正极,通过电解液使得锂离子从正极移动到负极,实现电池的充电。
而在放电过程中,电流从负极流向外部电路,使得锂离子从负极移动到正极,释放出储存的能量。
通过模拟锂电池电路,我们可以更好地理解锂电池的工作原理。
正如现实中的锂电池一样,模拟电路中的电流也是从正极到负极,离子也是通过电解液传输,实现了电池的充放电过程。
需要注意的是,模拟锂电池电路只是用来帮助我们理解电池的工作原理,并不是一个真实的锂电池。
在实际应用中,锂电池涉及更复杂的化学反应和电子传输过程,需要更高级的模型和材料来实现。
总结起来,模拟锂电池电路是一种理解锂电池工作原理的方法。
通过使用电子元件来代表锂电池的各个部分,我们可以模拟出电池的充放电过程,并更好地理解锂电池的工作原理。
尽管模拟电路不能完全代替真实的锂电池,但它对于学习和研究锂电池的原理具有重要意义。
经典模拟电池电路设计
在电源类电子产品的生产检验过程中,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,但在充电器这种特殊的电子产品中,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充电器的输出特性,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会使生产效率低下,而且经常的测试也会使被用来充电的电池寿命缩短,并使内阻增大,也影响测试结果的准确性.基于这种考虑,笔者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,经在生产中实际使用,效果很好。
其电路原理分析如下: 220V市电经T1降压后,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构成稳压电源电路,其输出为稳定的5V电源提供给MCP617运算放大器.N2的第一脚为恒定的2.5V,作为基准电压提供给MCP617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. 由于R5的存在,N1A与N1B运放的基准电压会相差120uV,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0.05Ω. R14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,R15用来微调输出电压,作精确调节电压用. 笔者也曾用该电路来仿真锂离子电芯,用来测试锂离子电池保护电路的保护点参数,所测得的保护值非常精确.。
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真报告
本报告通过模型仿真的方法,对铅酸蓄电池的动态等效电路进行分析。
在此报告中,我们首先概述了铅酸蓄电池及其动态等效电路的设计原理,然后介绍了模型的建立及仿真的步骤。
随后,我们根据仿真结果进行了相应分析,并给出了仿真实验的结论。
铅酸蓄电池是一种新型能源储存设备,具有充电快、容量大、使用寿命长等特点,已经被越来越多的人开始使用。
它的动态等效电路包括一个元件:电池,可以用于模拟铅酸蓄电池的供电特性。
为了实现模型仿真,首先建立了铅酸蓄电池动态等效电路仿真模型。
该模型包括一个输入源电压和一个电池元件。
将模型中的参量设置为实际测试环境,然后使用MATLAB/SIMULINK 进行仿真。
经过模拟,我们得到了负向和正向电池放电特性曲线,表明了铅酸蓄电池的动态特性。
通过对仿真结果的分析,可以发现,在正常工作范围内,铅酸蓄电池能够支持一定的功率密度。
随着电压的增加,其功率密度也会随之而降低。
而当电压超出其正常范围时,铅酸蓄电池效率会降低,这时候就需要对其进行恰当的保护。
通过本次模型仿真,我们可以认为:由于动态等效电路模拟了
铅酸蓄电池的工作特性,因此可以更好地了解电池的使用情况,并为之提供更加完善的设计。
综上所述,通过本次模型仿真,我们可以充分地分析和评估铅酸蓄电池的动态特性,以提高其使用效率。
锂电池电量显示电路仿真
锂电池电量显示电路仿
真
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
锂电池电量显示电路仿真(四级显示)
自己做了个移动电源,但是没有电量显示装置,用起来相当不爽,在淘宝上搜罗了好多电量显示板,最便宜的都在10元再加上邮费就太不值了。
还不如自己动手做一个,于是就从本论坛搜罗了这个电路,动手之前先仿真一下,试一下效果。
免得来回折腾本电路分四段显示,小于灯都不亮,亮一个灯;亮两个灯;4V亮三个灯;亮四个灯。
想做成贴片的体积越小越好。
哪位坛友可帮忙画个PCB,不甚感激。
上图
1.原图
电路图附上
rp1用,用50k可调。
模拟电子电路仿真(很全 很好)
仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路,选择电路菜单电路图选项(Circuit/Schematic Option )中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮,设置并显示元件的标号与数值等。
1.静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项(Analysis/DC Operating Point)(当然,也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量)分析结果表明晶体管Q1工作在放大状态。
2.动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH),用示波器观察到输入,输出波形。
由波形图可观察到电路的输入,输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
3.参数扫描分析在图7.1-1所示的共射极基本放大电路中,偏置电阻R1的阻值大小直接决定了静态电流IC的大小,保持输入信号不变,改变R1的阻值,可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项(Analysis/Parameter Sweep Analysis),在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为R1,参数为电阻,扫描起始值为100K,终值为900K,扫描方式为线性,步长增量为400K,输出节点5,扫描用于暂态分析。
4.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项(Analysis/AC Frequency Analysis)在交流频率分析参数设置对话框中设定:扫描起始频率为1Hz,终止频率为1GHz,扫描形式为十进制,纵向刻度为线性,节点5做输出节点。
由图分析可得:当共射极基本放大电路输入信号电压VI为幅值5mV的变频电压时,电路输出中频电压幅值约为0.5V,中频电压放大倍数约为-100倍,下限频率(X1)为14.22Hz,上限频率(X2)为25.12MHz,放大器的通频带约为25.12MHz。
由理论分析可得,上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定,输出电阻由集电极电阻R3限定。
电源电路仿真实例
电源电路仿真实例
一、建立工程文件以及原理图文件
二、先绘制好原理图
1、在安装目录下,找到library中的两个常用的库(因为它们绝大部分由simulation的参数)添加到库中
2、在Miscellaneous Devices.IntLib库中添加滑动变阻器,并把designer中的R?改为R1,
3、在Miscellaneous Devices.IntLib库中添加电感并双击元器件把designer中的L?改为L1,10mh改为1mh
4、在仿真栏中放置电容并改变电容的相关参数
、
5、在仿真栏放置正弦信号激励源
双击正弦信号激励源将designer中的1HZ改为60HZ,然后双击type中的simulation,然后点paramenters,把1Hz改为60HZ
6、将原理图链接好如图所示
7、在所要测量的点上放置网络标号
三、检查每个元器件是否有simulation的属性
四、点design——>simulation——>Mixed sim
点击ok仿真结果如图所示。
电池仿真电路
电池仿真电路在电源类电子产品的生产检验过程中,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,但在充电器这种特殊的电子产品中,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充电器的输出特性,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会使生产效率低下,而且经常的测试也会使被用来充电的电池寿命缩短,并使内阻增大,进而影响测试结果的准确性。
基于这种考虑,笔者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,经在生产中实际使用,效果很好。
其电路如图五所示。
图五模拟电池电路图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。
模拟锂电池电路
模拟锂电池电路锂电池是一种常见的可充电电池,广泛应用于移动设备、电动工具、电动车辆等领域。
为了更好地了解锂电池的工作原理和电路模拟,本文将介绍锂电池的电路组成以及相关的模拟方法。
一、锂电池的电路组成锂电池的电路主要包括电池正负极、电解质、隔膜和外部负载。
电池正负极分别连接到电路的正负极,形成电池的正负极电压。
电解质则起到电池内部离子传递的作用,隔膜则用于隔离正负极,防止短路。
外部负载则通过连接到电池的正负极,从而实现电池的放电。
二、锂电池的模拟方法1. 电池模型为了进行锂电池的模拟,可以使用等效电路模型来代替实际的锂电池。
常见的等效电路模型包括电阻模型和电路模型。
电阻模型是将锂电池简化为一个电阻和电压源的组合。
电阻代表了电池内部的电阻,电压源则代表了电池的电动势。
这种模型简单直观,适用于一些简单的电路分析。
电路模型则更加复杂,可以更精确地描述锂电池的工作特性。
电路模型一般由电池内阻、电池电压和电池容量等参数组成。
通过调整这些参数,可以模拟出不同类型和性能的锂电池。
2. 充放电过程模拟锂电池的充放电过程可以通过模拟电路来实现。
在充电过程中,电源会提供电流给电池,电池内部的化学反应则将电能转化为化学能;在放电过程中,电池则会释放储存的化学能,供外部负载使用。
为了模拟锂电池的充放电过程,可以使用恒流充电和恒流放电的方法。
恒流充电是通过控制充电电流的大小来实现充电过程的模拟;恒流放电则是通过控制放电电流的大小来实现放电过程的模拟。
通过调整电流大小和时间,可以模拟出不同充放电条件下的电池性能。
3. 电池保护电路模拟为了保护锂电池的安全和寿命,常常需要在电路中添加一些保护电路。
常见的保护电路包括过充保护、过放保护和过流保护等。
这些保护电路可以通过模拟电路来实现。
过充保护是通过监测电池电压,当电压达到一定阈值时,自动切断电池与充电电源的连接,以防止电池过充。
过放保护则是在电池电压过低时,切断电池与外部负载的连接,以防止电池过放。
模拟锂电池电路
模拟锂电池电路锂电池是一种常见的电池类型,逐渐取代了传统的镍镉电池和镍氢电池。
它具有高能量密度、长寿命、轻便等优点,被广泛应用于移动设备、电动车辆等领域。
在本文中,我们将模拟锂电池电路,探讨其工作原理和关键组成部分。
锂电池的基本原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来实现电荷的存储和释放。
锂电池的电路主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。
在充电过程中,正极材料(通常为金属氧化物)会失去锂离子,负极材料(通常为石墨)则会吸收锂离子。
而在放电过程中,锂离子则会从负极迁移到正极,释放电荷。
为了模拟锂电池电路,我们需要了解电池的基本参数。
首先是电池的电压,它是决定电池工作状态的重要指标。
一般而言,锂电池的标称电压为3.7V,但实际工作电压范围在3.0V到4.2V之间。
其次是电池的容量,它表示电池存储电荷的能力。
一般以毫安时(mAh)为单位表示,容量越大,电池的使用时间就越长。
最后是电池的内阻,它决定了电池的输出能力和响应速度。
在模拟锂电池电路时,我们需要关注以下关键组成部分:1. 正负极材料:正极材料通常为氧化物,如三元材料(如锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等);负极材料通常为石墨。
这些材料的选择和设计直接影响电池的性能和安全性。
2. 电解质:电解质是锂离子在正负极之间传输的介质,通常由有机溶剂和锂盐组成。
电解质的选择和配比对电池的性能有重要影响。
3. 隔膜:隔膜用于隔离正负极,防止短路和电池内部反应。
隔膜需要具有良好的离子传导性和电子绝缘性。
4. 保护电路:锂电池具有较高的能量密度,一旦过充、过放或短路,可能会导致电池的损坏甚至爆炸。
因此,锂电池电路中通常包含保护电路,用于监测和控制电池的电压、电流和温度,以保证电池的安全性。
5. 充放电控制电路:为了充分利用锂电池的能量,需要合理控制充放电过程。
充电控制电路通常包括充电管理芯片和充电器,用于监测和控制充电电流和电压。
放电控制电路通常包括电池管理系统和负载,用于监测和控制放电电流和电压。
模拟电池仿真电路图及原理分析
模拟电池仿真电路图及原理分析
在电源类电子产品的生产检验过程中,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。
但在充电器这种特殊的电子产品中,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充电器的输出特性,需要花很长时间对电池做一个完整的充电过程,而这幺长的充电时间显然会使生产效率低下,而且经常的测试也会使被用来充电的电池寿命缩短,并使内阻增大,进而影响测试结果的准确性。
基于这种考虑,笔者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,经在生产中实际使用,效果很好。
其电路如下图所示。
模拟电池仿真电路
其电路原理分析如下:。
模拟电池电路
模拟电池电路模拟电池电路是指将一系列电阻、电容、二极管等元件组成的电路模型,用来模拟电池在不同负载下的电压、电流特性。
模拟电池电路是电路仿真技术中非常重要的一种模型,它可以用来验证电池电路设计的合理性,优化电池组合方案,降低电池开发成本,提高电池质量和性能。
下面具体介绍一下模拟电池电路中的几个重要元件。
一、电阻:电阻是电路中最基本的元件之一,通常表示为R,其物理意义是阻碍电流流动的程度,单位是欧姆(Ω)。
在电池电路中,电阻常常被用来限制电池的放电电流,保证电池的使用寿命和安全性。
二、电容:电容是用来储存电荷的元件,通常用C表示,单位是法拉(F)。
在电池电路中,电容常被用来滤波,减小电路噪声和干扰。
三、二极管:二极管是一种电子器件,通常表示为D,其主要特点是具有单向导电性,能够将电流限制在一个方向上。
在电池电路中,二极管常被用来保护电池不受反向充电或过放电的损害。
四、场效应管:场效应管是一种具有电控制导通特性的晶体管,通常表示为M。
在电池电路中,场效应管常被用来控制电路的开关状态,实现电路的智能控制和节能效果。
五、开关:开关是指一种用来控制电路通断的器件,通常表示为SW。
在电池电路中,开关常被用来控制电路的开关状态,实现电路的开关控制和功率管理。
六、电感:电感是一种储存磁能的元件,通常用L表示,单位是亨利(H)。
在电池电路中,电感常被用来稳定电路电压,提高电路噪声抑制能力。
以上是一些常用的模拟电池电路元件,它们在电池电路中有着不同的应用和特点。
通过合理选用和组合这些元件,可以构建出高效、稳定、安全的电池电路,实现电池优化设计和性能提升的目标。
电池 仿真 综述
电池仿真综述
电池仿真技术是一种通过计算机模拟来研究电池性能和行为的方法。
它可以帮助研究人员更好地理解电池的工作原理,预测电池的寿命和性能,优化电池的设计和制造工艺。
下面是一些电池仿真的综述:
- 电池结构和工作原理:电池的结构可以用电池主要由多孔的正极、负极,液态电解质和聚合物支撑结构构成的模型进行表征。
其中电解液主要由支撑结构的聚合物、LiPF6和EC、DMC溶剂等成分构成。
- 电池性能评估:评估锂离子在固体电解质 LiZr2(PO4)3 (LZP)中的扩散系数,以及溶解锂盐的溶剂的相对介电常数,用作阳极的石墨和非晶硅吸收和解吸锂离子而引起的体积膨胀与收缩、弹性模量和电子态密度的变化,评估用作阴极的LiCoO2的体积模量。
- 电池寿命预测:通过对电池的工作原理和性能进行仿真,可以预测电池的寿命和使用寿命,为电池的设计和制造提供参考。
- 电池设计优化:通过电池仿真,可以优化电池的结构和材料选择,提高电池的性能和寿命。
电池仿真技术在电池研究和开发中发挥着重要的作用,可以帮助研究人员更好地理解电池的工作原理,优化电池的设计和制造工艺,提高电池的性能和寿命。
电池模拟电路
电池模拟电路1. 嘿,各位电路迷们!今天咱们来聊聊一个超级有趣的话题——电池模拟电路。
别觉得这听起来像是什么高深莫测的科技,其实它就像是给电池穿上了一件魔法衣服,让它可以变成各种各样的样子!2. 想象一下,如果电池是一个调皮的小朋友,那么电池模拟电路就是它的变装派对。
有时候它想装成一个稳重的大叔,给出稳定的电压;有时候又想扮演一个活泼的小姐姐,输出各种花样的电流。
这不就是我们梦寐以求的超级变变变吗?3. 有人可能会问:"为什么要模拟电池啊?直接用真的电池不行吗?"哎呀,这就好比问为什么要用仿真花,而不用真花。
想想看,真花虽然香,但是容易凋谢;仿真花虽然假,但是四季常青。
电池模拟电路也是这个道理,它可以随心所欲地调整输出,还不用担心没电的问题,简直就是电路界的永动机!4. 说到调整输出,电池模拟电路简直就是个变形金刚。
它可以变成恒压源,就像是一个不管外界如何变化,都能保持冷静的禅师;也可以变成恒流源,就像是一个不管遇到什么阻碍,都能坚持前进的马拉松运动员。
这种百变的本领,真是让人羡慕得直流口水啊!5. 有同学可能会想:"这么厉害的东西,该不会很复杂吧?"别担心,虽然电池模拟电路看起来很神奇,但它的原理其实和做菜差不多。
就像炒菜需要锅铲和调料,电池模拟电路也有它的"厨具"——运算放大器、电阻、电容等。
只要按照"菜谱"也就是电路图把这些东西组合起来,就能做出各种"美味"的电源了。
6. 说到运算放大器,它就像是电池模拟电路的大脑。
它能根据输入的信号,快速地做出反应,就像是一个超级聪明的小棉袄,随时随地为电路保驾护航。
有了它,我们的电池模拟电路就能像孙悟空一样,七十二变随心所欲!7. 电阻和电容就像是运算放大器的左膀右臂。
电阻就像是交通警察,控制着电流的"交通";电容则像是一个蓄水池,能够存储和释放电荷。
光伏电池仿真
第一章光伏电池仿真1.1单个光伏电池数学模型其中I L 为电池发出的电流模型如下:I L "sc {1 ht (T -Tr)} I sc {1 6.4 10, (T -273)} ■100 I 。
为微伏级,这里去 8e-4;据此可以建立 Matlab 仿真模型(参考 PV Unit.mdl ),如图所示[q(V 跟)] 、 V + |R卄AKT -丫雀20 (V IR s )0.02R sh其中q=1.6 10J 9, k =1.38 10 23 , T 为光伏电池的工作温度取 300, A 为二极管的品质因子(当T=330K 时,约为2.80_0.15 )在这里取2.8,_ I 0(e (V -IR s ) 13.8 -1)- V IR sRsh单电池波形如下:X轴表示输出电压,Y轴表示输出电流。
下图分别为输出电压,电流,功率。
1・2光伏电池并联模型当光伏电池组使用 n p并时数学模型为将串并联整理得A P取新的并联电阻为: "R sh ASR sh = ;A P取新的串联电阻为: J R S ",R 11; s 7n pV I 壮十取新二极管电流为: I d =l o n p (e A S -1^I O n p (e n -1)R(V 川 21)1.3.8 I L -I O n p (e np -1) R s n P_ I ,(V IR s )13.8 V IR s-1 O (e 一 I 丿 R S h使用n ,串时数学模型为(V IR s ) 13.8 I "L 」o (e ns -1) VIR s A S _R shR shnP=n p =n p I L I L I L -I 0 n p n p n p ri p V :D l R s A s(p ! s )138 (e n s n p n V I R n (p Sn s n p(e V U (—— (eI R s n n P n s )138 )138 -1) n p V I R s nR sh n ,V In p一1)一 R sh ■ nn p-1)-V I R S A S n pRh A S根据上述公式可以搭建串并联仿真模型(参考文件PV_800V_500A.mdl );如图所示该模型为短路电流为 0.2A ;开路电压为400mV ;使用2000个串联,2500 个并联可以产生800V ,500A 的模组;仿真如下CT> Light CT> t U- *!Z > 将上述模型进行封装,如图所示X Axis。
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电池仿真电路
作者:俞峰
在电源类电子产品的生产检验过程中,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,但在充电器这种特殊的电子产品中,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充电器的输出特性,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会使生产效率低下,而且经常的测试也会使被用来充电的电池寿命缩短,并使内阻增大,进而影响测试结果的准确性。
基于这种考虑,笔者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,经在生产中实际使用,效果很好。
其电路如图五所示。
图五模拟电池电路图
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。
笔者也曾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。