利用電子負載對電池充電器工作過程進行測試
電子負載相對于傳統(tǒng)的模擬電阻負載而言,具有體積小、效率高、能量省等優(yōu)點,在穩(wěn)壓電源、電池充放電、LED照明、汽車電子等領域都得到了很好的應用。電子負載由數(shù)字控制器、檢測與驅動電路、通信電路等組成,其中數(shù)字控制器通過限制MOSFET或晶體管的導通量來實現(xiàn)對電源參數(shù)的穩(wěn)定控制。
在《電子負載中的CC模式如何運用?》文中,我們介紹了使用鼎陽科技的一款SDL1030X電子負載,對一塊電壓為7.4V、容量為5000mAh的鋰電池進行了放電測試,取得了非常好的效果。接下來,我們將應用鼎陽科技的另一款電子負載SDL1020X和鼎陽科技的一款直流穩(wěn)壓電源SPD3303X,來模擬對可充電電池的充電器工作過程進行測試。
1.線纜連接
將電子負載的正負極分別接入直流穩(wěn)壓電源通道1的輸出端,如下圖1 所示。在連接時需要注意以下幾個方面:
A. 電子負載的正極連接直流電源的正極,電子負載負極連接直流電源負極。
B. 使用的線纜必須滿足大電流且接口牢固,連接緊密。
C. 當大電流(比如大于 5 A)且線纜又比較長時,需要考慮線損。
因為導線存在阻抗,在大電流下,會產(chǎn)生壓降從而導致負載測量的電壓偏低。為了消除這種誤差,需要使用電子負載的遠端補償功能(Sense
功能)來消除電壓誤差。遠端補償功能的原理是 Sense
端子直接檢測被測設備的輸出端,當線損電壓不可忽略時,自動補償線損壓降,保證被測設備輸出電壓與負載所獲得的輸入電壓一致。
本次測試的最大電流為3A且測試線纜只有 20 cm,故無需使用遠端補償功能。
2.設計測試過程
假設電子負載是一個可充電電池,滿電電壓為5V,低電電壓為3.2V;假設直流穩(wěn)壓電源為一個充電器,輸出電壓為6V,最大電流為3A。通過以下的分段電壓和電流方案,既能保證效率,同時也兼顧安全。
A. 當電池電壓低于4V時,充電電流設定為3A;
B. 當電池電壓高于4V,低于4.5V時,充電電流設定為2A;
C. 當電池電壓高于4.5V,低于4.8V時,充電電流設定為1A;
D. 當電池電壓高于4.8V,低于4.9V時,充電電流設定為500mA;
E. 當電池電壓高于4.9V,低于5V時,充電電流設定為100mA;
F. 當電池電壓等于5V,充電電流設定為0。
3.開始測試
1. 設置直流穩(wěn)壓電源通道1的電壓為6V,電流為3A,輸出狀態(tài)為On;
2. 設置電子負載模式為CV,電流量程為5A,電壓量程為36V,電壓值為4V,輸入狀態(tài)為On;
3. 設置直流穩(wěn)壓電源通道1的電壓為6V,電流為2A,輸出狀態(tài)為On;
4. 設置電子負載模式為CV,電流量程為5A,電壓量程為36V,電壓值為4.5V,輸入狀態(tài)為On;
5. 設置直流穩(wěn)壓電源通道1的電壓為6V,電流為1A,輸出狀態(tài)為On;
6. 設置電子負載模式為CV,電流量程為5A,電壓量程為36V,電壓值為4.8V,輸入狀態(tài)為On;
7. 設置直流穩(wěn)壓電源通道1的電壓為6V,電流為500mA,輸出狀態(tài)為On;
8. 設置電子負載模式為CV,電流量程為5A,電壓量程為36V,電壓值為4.9V,輸入狀態(tài)為On;
9. 設置直流穩(wěn)壓電源通道1的電壓為6V,電流為100mA,輸出狀態(tài)為On;
10. 設置電子負載模式為CV,電流量程為5A,電壓量程為36V,電壓值為5V,輸入狀態(tài)為On。
4.測試結果
綜合以上5種測試狀態(tài),可以得到表1中的測試結果。
從表1可以看出,直流穩(wěn)壓電源的設置輸出電流和實際輸出電流誤差在0.1%左右,精度非常高,而輸出電壓略高于電子負載的設置電壓,是因為隨著輸出電流的增大,連接線上會存在一定的損耗,這和實際情況是完全吻合的。
5.結束語
這次測試,我們利用了鼎陽科技SDL1020X電子負載的CV模式,模擬了電池充電器的工作過程,是電子負載的典型應用之一。后面我們還將會推出一系列的測試方案,讓廣大工程師朋友對鼎陽科技的產(chǎn)品有更深入的了解,敬請期待!
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