電池內阻測試儀制作說明

1、電池內阻測試儀制作說明一、原理電池內阻測試儀最基本的工作原理是采用四線法進行電池內阻的測量。如圖1所示，電池內阻測試儀（以下簡稱bk）總共有4根出線，一對bat藍線是對電流采樣的功率線路，一對sense紅線是對電壓采樣的信號線路，分開采樣的優(yōu)點是，紅線電流約為0，電壓采樣準確，基本可以忽略bk出線存在阻抗對測試結果產生影響的可能性。圖1 四線法基本原理圖內阻的測量思想是：通過bk分別測得電池空載和帶載（bk對其進行放電）時的電壓，求得電壓差，再除以帶載時的電流值即可求出電池存在的內阻r，即：二、實現(xiàn)圖2 電源接口bk出線為4條,兩兩一對，如圖2所示，左側相當于圖1的sense線，用作控制系統(tǒng)供

2、電和電壓檢測；右側相當于bat線，用作大電流回路進行電流采樣。圖3 設計主電路圖功率部分：圖3為實際設計中的主電路結構，采用功率三極管作為主電路的功率耗散器件，bk進行電池放電時熱量幾乎都在q1上耗散，設計中采用mjd31c達林頓管，額定3a。r25用來進行電流檢測，本設計中采用0.1%精度低溫漂精密電阻。驅動三極管采用的是通用運算放大器，由于dsp輸出驅動信號并非直流，而是pwm，所以運算放大器還有進行二階濾波的作用，上圖的截止頻率為10hz，采用通用運算放大器lm2904實現(xiàn)。由于本設計不設置另外供電電源，因此lm2904是由電池濾波后直接供電使用的。圖4 光耦隔離電路處于安全角度考慮，d

3、sp輸出的pwm信號沒有直接送至lm2904進行使用，而是首先進行了光耦隔離，保證控制電路和dsp不受主電路故障的影響。tlp521和pc817等光耦不滿足截止頻率和上升下降時間要求，因此采用快速性高的tlp109實現(xiàn)20k頻率pwm傳送。圖5 線性電源電路圖圖5 為線性電源，為光耦二次側進行供電用，采用1117實現(xiàn)。圖6 電流采樣的調理電路控制部分：電流采樣部分：因為采樣電阻(圖3)沒有放置在地和三極管的原因是防止由于在放電時，采樣電阻的壓降抬升三極管的發(fā)射極導致電流不穩(wěn)。因此電阻高端采樣為本次設計采樣模式，圖6為電流采樣的調理電路：首先采用差動放大器減小電流采樣的電壓信號的共模信號，使其負

4、軌為3.3v，然后通過儀表放大器對該小信號進行放大，產生一個負軌為地的放大信號，然后送至dsp進行采樣運算。實現(xiàn)用的差動放大器和儀表放大器分別為ad8276和ina122,圖中的12v供電都來自電池濾波后直接提供，3.3v為電池經(jīng)過dc-dc變換后產生。圖7 溫度檢測和電壓采樣電路電壓采樣電路沒有采用運放比例的方式而是采用電阻分壓然后跟隨的方式，主要是由于采用電池供電，沒有產生負電源，因此對采用運放比例的方式限制比較大不易實現(xiàn)。跟隨采用tlc27m2a精密運放，保證了信號的穩(wěn)定性。本設計還可以記性溫度采樣，用lm60模擬溫度傳感器+tlc27m2a跟隨實現(xiàn)。圖8 控制電流供電設計圖8為控制電路3.3v供電，因為是從12v-3.3v，并且控制電路電流消耗在0.1a（dsp消耗的比較多）左右，所以采用開關型電源而不是線性電源，放置過多發(fā)熱影響溫度檢測。采用lmz12001實現(xiàn)?？傮w的設計思想是將控制電路和功率電路完全隔離，確保電路的穩(wěn)定性。三、附件附件1 整體設計的protel工程附件2 dsp程序工程附件3 lem說明書附件4 lm2904附件5 mdj31c附件