电池测试中的开关切换配置方案

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电池测试中的开关切换配置方案 [复制链接]

在消费和工业应用领域，电池的使用量正在快速膨胀。其测试要求一般取决于其化学特性、规格、用途，以及是原电池还是蓄电池。　　蓄电池充电电池通常利用放电和充电循环进行测试。蓄电池的放电特性提供了关于电池容量和寿命的重要信息。蓄电池的充电/放电循环往往需要几个小时的时间，因此通常希望将几个电池组串联起来，以便同时对其进行充电和放电。在充电和放电器件，可以利用一个双刀扫描仪来监测每个电池的电压。
　　在有些应用中，则可能希望测量每一单体电池的电压，包括负载和空载。通过监测电压随时间的下降，将能够说明电池的质量。尽管对于原电池是这样，该技术还可以用于蓄电池。利用一个扫描仪，则可同时监测多个电池的电压随时间的变化。
　　以下介绍充电/放电循环测试和电压检测测试的开关配置。

　　图 1  对串联的多个电池进行充电/放电

　　图 1所示为对串联在一起的电池进行放电/充电时的切换配置。在该配置中，一串40个电池被串联在一起连接到一个电流源（2400型源表），该源对电池进行充电/放电。一台独立的电压测量仪器通过一个开关监测个体电池的电压（注：在该应用中，由于2400型源表的输入/输出HI和测量HI端子之间的压差被限制于5 V，所以它不能同时作为源表和用于电压测量。）

　　图 2  利用隔离继电器将负载电阻器切换至电池

　　该方案中，电流源同时向全部40个电池提供±10mA的电流，从而可同时对所有的电池进行充电/放电。
2700型多用表/数据采集系统（安装有一块7702型40通道差分复用模块）被用来切换和测量每个电池的电压。每个电池的电压为1.2 V，因此电池串两端的电压为48 V。确保电池串两端的电压不超过开关模块的共模电压额定值和最大电压是非常重要的。
　　为避免损坏继电器，恰当地同步开关/测量序列是非常关键的。在闭合某个通道之前，必须确保其它所有的通道都是开路的，这非常重要。若不小心闭合多个通道，将会短路两个或多个电池，并且可能会损坏继电器。在每个开关上串联一个限流电阻或保险丝，将有助于防止这种类型的损坏。
　　为了监测串联电池的电压衰减，必须将负载电阻切换至单体电池两端。图 2所示为一个测试80个原电池的切换系统。在本例中有两组开关：一组为双刀开关（两个7702模块），被用来将电池连接到伏特计；另一组为隔离开关（两个7705型40通道控制模块），被用来连接负载电阻（RL）。
　　如果负载电阻被直接连接到伏特计的输入端子，通过继电器触点的电流会产生电压降，测得的电池电压将存在误差。如果利用隔离继电器将负载电阻切换至每个电池，则能避免这一误差。7705型模块具有40个隔离继电器。此外，利用这些特别隔离的继电器，可以在测试循环的任何是将将负载电阻从电池断开或连接上。