一種具有可變ESR響應(yīng)的電池模擬器的實現(xiàn)
出處:kingpoo 發(fā)布于:2011-08-27 22:26:32
一個完美的電容,自身不會產(chǎn)生任何能量損失,但是實際上,因為制造電容的材料有電阻,電容的絕緣介質(zhì)有損耗,各種原因?qū)е码娙葑兊貌?完美".這個損耗在外部,表現(xiàn)為就像一個電阻跟電容串聯(lián)在一起,所以就起了個名字叫做"等效串聯(lián)電阻".比如,我們認(rèn)為電容上面電壓不能突變,當(dāng)突然對電容施加一個電流,電容因為自身充電,電壓會從0開始上升。但是有了ESR,電阻自身會產(chǎn)生一個壓降,這就導(dǎo)致了電容器兩端的電壓會產(chǎn)生突變。無疑的,這會降低電容的濾波效果,所以很多高質(zhì)量的電源啦一類的,都使用低ESR的電容器。
在設(shè)計由電池供電的產(chǎn)品時,你也許缺乏經(jīng)驗和硬件。產(chǎn)品的電池壽命對等效串聯(lián)電阻(ESR)的依賴高于它對終端電壓的依賴。當(dāng)你用開關(guān)穩(wěn)壓器來提高電池電壓時,情況尤其如此。開關(guān)穩(wěn)壓器在電池電壓下降時,產(chǎn)生更高負(fù)載。真實環(huán)境下的電池的ESR并不是恒定的。當(dāng)你去除電池負(fù)載時,電池會做出反應(yīng),并在它的離子重新彌漫時"復(fù)原".便攜式電子設(shè)備也許包含低功率或休眠模式。設(shè)備從電池得到較短的高功率脈沖。
本例中的電池模擬器復(fù)制了電池的ESR響應(yīng)曲線。如果你在反饋網(wǎng)絡(luò)中安排不同值,那你就能獲得各種ESR曲線。該電路可模擬大部分電池類型,其中包括鋰離子電池和堿性電池。它為受測設(shè)備支持0.5V至4.2V的數(shù)安培電流,并能模擬多種電池的ESR.你可以設(shè)置ESR電位計,來把延時改變?yōu)镋SR的終值。某些電池類型表現(xiàn)出這一獨特的特征。對于向負(fù)載提供脈沖電流的工作,它具有很大的影響。
在該電路中,IC1供應(yīng)穩(wěn)定電壓,由此設(shè)置無負(fù)載輸出電壓(圖1)。IC2提供ESR功能的必要逆變。IC3和Q1形成功率輸出級,它獲得8V電壓。電阻器R8限制功率。IC4傳感流過R9的輸出電流,并提供大小為20的增益。該信號去往ESR時序電路,提供ESR效應(yīng)和響應(yīng)時序。

圖1,該模擬電路可表示多種電池的負(fù)載響應(yīng)。
你可以改變元件值,由此模擬多種電池化學(xué)原理和大小。如果你省略C4,并用一個100 kΩ電阻器代替RESR1到RESR4電阻器,那就能實現(xiàn)基本的ESR功能。圖1省略了電力電容器和旁路電容器。
仿真器,或模擬器(英文;emulator、simulator),根據(jù)此原理制作的軟件又可稱為模擬程序,是指主要透過軟件模擬硬件處理器的功能和指令系統(tǒng)的程序使計算機或者其他多媒體平臺(掌上電腦,手機)能夠運行其他平臺上的軟件。在自動化技術(shù)、化學(xué)工程中同樣使用模擬器這一術(shù)語。模擬器多用于電視游戲和街機,也有一些用于掌上電腦。模擬器一般需要ROM才能執(zhí)行,ROM的初來源是一些原平臺的ROM芯片,通過一些手段將原程序拷貝下來(這個過程一般稱之為"dump")然后利用模擬器加載這些ROM來實現(xiàn)模擬過程。
在反饋網(wǎng)絡(luò)中不存在電容的情況下使用1A負(fù)載脈沖,會導(dǎo)致模擬器做出響應(yīng),以便緊隨2000 mA鋰離子18650電池的響應(yīng)(圖2)。你還可以向反饋網(wǎng)絡(luò)添加電容器,來使模擬器更好地表示小型200 mA鋰離子電池的響應(yīng)(圖3)。如果適當(dāng)調(diào)整電路,你就能產(chǎn)生許多響應(yīng)曲線。你可以National Instruments公司的LabView軟件,并從Grae公司網(wǎng)站特定電池類型的電壓ESR曲線。

圖2,不使用反饋電容器時,模擬器與大型鋰離子電池的響應(yīng)非常吻合。

圖3,如果添加電容反饋,那么模擬器的表現(xiàn)就類似于小得多的電池。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 電源IC在惡劣環(huán)境中的防護設(shè)計2026/4/10 11:03:45
- 電源IC在便攜式設(shè)備中的設(shè)計要點2026/4/9 10:06:18
- AC-DC電源模塊選型指南2026/4/8 10:35:45
- 如何選擇適合你項目的AC-DC電源轉(zhuǎn)換方案?2026/4/8 10:15:39
- 開關(guān)電源的工作原理與基本結(jié)構(gòu)2026/4/3 14:25:27
- 高速PCB信號完整性(SI)設(shè)計核心實操規(guī)范
- 鎖相環(huán)(PLL)中的環(huán)路濾波器:參數(shù)計算與穩(wěn)定性分析
- MOSFET反向恢復(fù)特性對系統(tǒng)的影響
- 電源IC在惡劣環(huán)境中的防護設(shè)計
- 連接器耐腐蝕性能測試方法
- PCB電磁兼容(EMC)設(shè)計與干擾抑制核心實操規(guī)范
- 用于相位噪聲測量的低通濾波器設(shè)計與本振凈化技術(shù)
- MOSFET在高頻開關(guān)中的EMI問題
- 電源IC在便攜式設(shè)備中的設(shè)計要點
- 連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題分析









