昂佳汽車應(yīng)急啟動電源資訊：模擬電池仿真電路圖及原理分析

大家都知道，在電源類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢驗(yàn)過程中，需要用到許多檢測設(shè)備對產(chǎn)品的電氣性能進(jìn)行測試，其中常用的一種檢測設(shè)備就是電子負(fù)載，通過改變電子負(fù)載的參數(shù)，可以檢測到電源產(chǎn)品的輸出特性。

但在移動電源、汽車應(yīng)急啟動電源這種特殊的可充電電子產(chǎn)品中，由于其負(fù)載是電池，若要完整地檢測一個(gè)電池從放空到充滿整個(gè)過程中的輸出特性，需要花很長時(shí)間對電池做一個(gè)完整的充電過程，而這么長的充電時(shí)間顯然不利于生產(chǎn)效率，而且經(jīng)常這樣測試也會使電池壽命縮短，并使內(nèi)阻增大，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性?；谶@種考慮，這里設(shè)計(jì)了一種模擬電池電路，它可以完全地模擬真正的電池，可以被充電，也可以放電，而且其電壓可隨意設(shè)定，在實(shí)際使用中效果很好。如下圖所示。

220V市電經(jīng)變壓器降壓后，得到12V左右的不穩(wěn)定交流電壓，該電壓經(jīng)VD3-VD6整流，經(jīng)L1、C7濾波后，得到不穩(wěn)定的12V直流電，N2、R1-R6、C2構(gòu)成穩(wěn)壓電路，其輸出為穩(wěn)定的5V電源，該電源提供給LM358運(yùn)算放大器，作為LM358的電源使用。N2的第一腳為恒定的2.5V，作為基準(zhǔn)電壓經(jīng)分壓后提供給LM358作比較用。

電路的輸出電壓經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給2個(gè)運(yùn)放，從而控制V1和V3兩個(gè)三極管的導(dǎo)通狀態(tài)，使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。

該電路能真實(shí)地模擬出電池的特性，可以在對外部放電與被充電器充電兩種狀態(tài)間自動轉(zhuǎn)換，同時(shí)電池的電壓可設(shè)，并且非常穩(wěn)定。當(dāng)對外供電時(shí)，當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化，經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給N1A運(yùn)放，從而調(diào)整V2的導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)面控制V1的導(dǎo)通狀態(tài)，使電壓迅速穩(wěn)定在所設(shè)值。當(dāng)被充電時(shí)，若輸出電壓發(fā)生變化，經(jīng)R7與R13、R17分壓后反饋給N1B運(yùn)放，從而調(diào)整V3的導(dǎo)通狀態(tài)，使電壓迅速穩(wěn)定在所設(shè)值。

由于R5的存在，N1A與N1B運(yùn)放的基準(zhǔn)電壓會相差0.4mV，因此當(dāng)輸出端對外供電時(shí)，V3是完全截止的，而當(dāng)外部電源對輸出端充電時(shí)，V1是截止的，其充電電流通過R12、R11、VD2、V3泄放掉，相當(dāng)于充電。移去充電電源后，電路會恢復(fù)到對外供電狀態(tài)。其特性與實(shí)際的電池完全一樣。

由于真正的電池含有內(nèi)阻，電路中R12用來充當(dāng)電阻內(nèi)阻的作用，其值為0.03Ω，若需增大模擬電池的內(nèi)阻值，可增大該電阻值。

R13電位器用來調(diào)整模擬電池的電壓，其阻值減小時(shí)，輸出端電壓升高，其阻值升高時(shí)，輸出端電壓降低，R17用來微調(diào)輸出電壓，作精確調(diào)節(jié)電壓用。

受TL431基準(zhǔn)電壓影響，該電路的最低仿真電壓只能做到1.25V，若需要更低的電池仿真電壓，可以通過改變基準(zhǔn)電壓來實(shí)現(xiàn)，比如將TL431改為TL432，或者通過改變電阻值，這樣仿真電壓可以低至0.75V或更低。

用該電路來仿真鋰離子電池，用來測試鋰離子電池保護(hù)電路的保護(hù)參數(shù)，所測得的保護(hù)值非常精確。該電路由于同時(shí)具有穩(wěn)壓電路與電子負(fù)載電路，并且此兩部分電路為非此即彼的關(guān)系，因此也可以單獨(dú)作為電源來使用，或者單獨(dú)作為有源電子負(fù)載來使用，其負(fù)載電壓可任意設(shè)定。