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电池容量测试仪的制作

 双喜临门 2014-09-09

  广义上来说,电池就是一种在需要的时候可以自身储藏的化学能转化为电能释放出来的供电装置。而充电电池不仅具有这种功用,还可以通过恰当的充电过程将电能转换为化学能储藏入电池内部,并且可以将这两种过程循环数百次以上。

  目前标准的5号、7号充电电池主要包括镉镍、镍氢、锂电池这三类。衡量电池性能最重要的一个指标就是电池容量。很长时间以来镉镍电池一直是小规格充电电池的主流。但是镉镍电池容量较小,一节AA5号电池容量不超过lOOOmAh。随着科技的高速发展,镍氢、锂电池出现了,这种状况得到极大改观,充电电池的容量迅速得到提升。AA5号充电电池的容量已经能够达到2000mAh以上了。镉镍、镍氢、锂电池这三类电池的能量体积比依次大约为150Wh/L、200Wh/L和300Wh/L。能量体积比越大,意味单位容积能够提供的能量越多。这也是高质量的5号镍氢容量可以达到2000mAh以上的一个主要原因。

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  市面上高容量电池的价格不低。一节容量在2000mAh以上的名牌五号充电电池价格多在20元左右。这也造成极少数厂商不顾实际情况,虚假标注电池容量,以低容量电池冒充高容量电池出售,来获取不正当的经济利益。

  本文设计了一种简单且容易制作的电路,可以用来对电池容量进行实测。从而辨别电池的优劣,对消费者的选购作出指导。整机所需元件容易购置,制作难度不高,工作可靠,而且趣味性强。

  电路原理

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  电路原理如上图所示,其由自动放电电路、振荡器电路、计时电路三部分组成。放电电路主要完成对电池的放电自动控制工作,并输出反应放电进程的电压信号控制振荡电路的工作。在放电进行中,振荡电路起振,输出时钟信号到计时电路,由计时电路进行计时;放电结束后,振荡电路停止工作,计时时间被锁定。

  自动放电电路:放电电路的主体由T1、T2两只晶体管构成。T1、T2实质上是一种模拟可控硅电路。初始时,T1、T2都处于截止。如果要对待测电池进行测试,则按动“测试”键,T2基极得到激励电压,T2导通后,它的集电极电流对T1基极产生牵引作用,将T1拉进导通状态。当牵引电流足够大时,T1饱和,那么即便释放“测试”按键,T1导通状态依然能够维持,电池电流通过T1发射极、T1集电极持续流入电阻负载中,进入自动放电过程。在实际使用中,通过对电阻R5的调节来改变晶体管T1的饱和程度,使电池放电结束时(端电压降到放电终止电压以下),T1可以退出饱和,整个电路由于反馈作用,瞬间进入截止状态,电池自动放电过程结束。

  如果要测试的电池标称电压为1.2V的话,在整个放电进行的过程中电阻负载(Rl、R2)两端的电压将维持1.1左右;当放电结束时,T1截止,电阻负载两端电压就变成零了。从三极管T1集电极取出这种电压变化,用来对下一级振荡电路进行控制。

  可控振荡电路:IC1-A、IC1-B为LM358内部的两组独立运算放大器。IC1-A与外部阻容元件共同作用构成一个独立可控的脉冲发生器。产生的脉冲信号作为计时基准,提供计时电路使用。IC1-B对自动放电电路传来的放电状态信号进行缓冲放大,与基准电压比较后,输出控制电压,直接控制控制脉冲发生器的工作状态。

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