電池測試中的開關切換配置方案

　　在消費和工業(yè)應用領域，電池的使用量正在快速膨脹。其測試要求一般取決于其化學特性、規(guī)格、用途，以及是原電池還是蓄電池。

　　蓄電池（充電電池）通常利用放電和充電循環(huán)進行測試。蓄電池的放電特性提供了關于電池容量和壽命的重要信息。蓄電池的充電/放電循環(huán)往往需要幾個小時的時間，因此通常希望將幾個電池組串聯(lián)起來，以便同時對其進行充電和放電。在充電和放電器件，可以利用一個雙刀掃描儀來監(jiān)測每個電池的電壓。

　　在有些應用中，則可能希望測量每一單體電池的電壓，包括負載和空載。通過監(jiān)測電壓隨時間的下降，將能夠說明電池的質(zhì)量。盡管對于原電池是這樣，該技術(shù)還可以用于蓄電池。利用一個掃描儀，則可同時監(jiān)測多個電池的電壓隨時間的變化。

　　以下介紹充電/放電循環(huán)測試和電壓檢測測試的開關配置。

　　對串聯(lián)在一起的電池進行放電/充電時的切換配置。在該配置中，一串40個電池被串聯(lián)在一起連接到一個電流源（2400型源表），該源對電池進行充電/放電。一臺獨立的電壓測量儀器通過一個開關監(jiān)測個體電池的電壓（注：在該應用中，由于2400型源表的輸入/輸出HI和測量HI端子之間的壓差被限制于5 V，所以它不能同時作為源表和用于電壓測量。）

　　圖 2 利用隔離繼電器將負載電阻器切換至電池

　　該方案中，電流源同時向全部40個電池提供±10mA的電流，從而可同時對所有的電池進行充電/放電。
2700型多用表/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（安裝有一塊7702型40通道差分復用模塊）被用來切換和測量每個電池的電壓。每個電池的電壓為1.2 V，因此電池串兩端的電壓為48 V。確保電池串兩端的電壓不超過開關模塊的共模電壓額定值和最大電壓是非常重要的。

　　為避免損壞繼電器，恰當?shù)赝介_關/測量序列是非常關鍵的。在閉合某個通道之前，必須確保其它所有的通道都是開路的，這非常重要。若不小心閉合多個通道，將會短路兩個或多個電池，并且可能會損壞繼電器。在每個開關上串聯(lián)一個限流電阻或保險絲，將有助于防止這種類型的損壞。

　　為了監(jiān)測串聯(lián)電池的電壓衰減，必須將負載電阻切換至單體電池兩端。圖 2所示為一個測試80個原電池的切換系統(tǒng)。在本例中有兩組開關：一組為雙刀開關（兩個7702模塊），被用來將電池連接到伏特計；另一組為隔離開關（兩個7705型40通道控制模塊），被用來連接負載電阻（RL）。

　　如果負載電阻被直接連接到伏特計的輸入端子，通過繼電器觸點的電流會產(chǎn)生電壓降，測得的電池電壓將存在誤差。如果利用隔離繼電器將負載電阻切換至每個電池，則能避免這一誤差。7705型模塊具有40個隔離繼電器。此外，利用這些特別隔離的繼電器，可以在測試循環(huán)的任何是將將負載電阻從電池斷開或連接上。