吉时利2400数字源表在电池充放电测试的应用

随着电子技术的发展,电池被广泛用于移动电话、寻呼机、听力器、电子工具,甚至卫星上。根据电池所使用的不同行业,其测试也根据其化学特性、尺寸、特殊用途而有所区别。二次电池(可充电电池)一般需要进行放电-充电测试过程。二次电池的放电特性是其容量和寿命的重要指标,在产品测试过程中,进行充放电可用来确保其质量,同时应保证测试电池不被短路。


典型的电池充放电测试应包括程控电源、电子负载、电压表、电流表。而吉时利2400系列数字源表由于可激励并测试电流和电压,故仅一台仪器便可完成测试过程,从而节省了空间和编程时间。


测试原理


二次电池根据不同应用可采用不同方法进行充放电测试,本文采用恒压或恒流方法。


使用恒压方法,程控电压源提供一固定电压,该值与电池电压相等。电压源的电流可限定为一安全充电电流值。当电池充满时,电流会降低直至为零(或近似为零)。出于对电池安全考虑,不要过量充电。过量充电使电压低于一规定的限值,会增长充电时间或损坏电池。


采用恒流方法,程控电流源可提供一额定的电流。电流源将连续对电池进行充放电直至其到达一电压值。


可用恒流方法来定义电池容量(C)。该容量是电池流出电流对时间的积分,从t=0开始到规定的cut-off电压为止。表达式为:C=∫ tid t,其单位为安培小时,同时注明负载电流。如:500mA.hour的电池,在50mA下放电,并放电至0.1C(或C/10),500mAh@50mA的电池,可给10mA的负载供电50小时。影响电池容量的因素包括电池尺寸、化学物质、温度、放电比率等。


测试过程


把源表作为恒压源进行充放电 使源表处于恒压方式,可同时测试电流或电压。电压源可根据电池要求设定到所要求的值,钳位电流值也可适当设定。当源表使电池充电或放电到达相应的电压值,该仪器便处于电流钳位状态,直到电池达到所要求的电压。


把源表作为恒流源进行充放电


当源表处于恒流时,可同时测量电压/电流。首先对该仪器进行电流输出的设定。当充电时,采用正电流;当放电时,使用负电流。其钳位电压也可进行适当设定。


在充电方式下,钳位电压设定成电池电压,源表作为恒电流输出,直到到达设定电压值。在该点时,仪器将处于钳位状态,而变成恒压源。在放电方式下,钳位电压应高于电池电压。如果其低于或等于电池电压,源表将钳位而使电流变大。


放电过程自动测试


由于充放电过程需持续几个小时,故用计算机程控源表自动完成测试。


使用脉冲电流进行充放电


在手机及寻呼机中,二次电池在使用中其负载电流为数字信号,故电池要求采用脉冲电流方式进行充放电。


用2400系列源表来产生脉冲电流


例1:产生脉冲电流并监控电压


该例中,电流峰值为-1A(6.7ms),休眠电流为-0.2A(13.3ms),间隔为20ms。在该例中,对电压进行监控,并与设定值进行比较,一旦电压到达规定值,输出电流便关掉。


例2:按GSM标准对手机电池的测试


根据GSM协议,电池发生的脉冲电流为几微秒或几百毫秒。源表可输出该脉冲电流波形,同时需另一块源表进行电压测试。


多个电池测试


由于电池充放电过程需几个小时,故需要对若干电池进行同时测试。在图1中,可对40个电池进行测试。


用一独立的电压表来对各个电池进行监测,源表输出为10mA,同时给40个电池供电。吉时利2000表(6{1}\over{2}DMM)对每个电池电压进行监测,并可将测量值与设定值进行比较,同时可用计算机实现自动测试。

文章来源北京凡实测控技术有限公司    文章链接:http://www.beijingfanshi.com/


2018年09月28日

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