利用电子负载对电池充电器工作过程进行测试
电子负载相对于传统的模拟电阻负载而言,具有体积小、效率高、能量省等优点,在稳压电源、电池充放电、LED照明、汽车电子等领域都得到了很好的应用。电子负载由数字控制器、检测与驱动电路、通信电路等组成,其中数字控制器通过限制MOSFET或晶体管的导通量来实现对电源参数的稳定控制。
在《电子负载中的CC模式如何运用?》文中,我们介绍了使用鼎阳科技的一款SDL1030X电子负载,对一块电压为7.4V、容量为5000mAh的锂电池进行了放电测试,取得了非常好的效果。接下来,我们将应用鼎阳科技的另一款电子负载SDL1020X和鼎阳科技的一款直流稳压电源SPD3303X,来模拟对可充电电池的充电器工作过程进行测试。
将电子负载的正负极分别接入直流稳压电源通道1的输出端,如下图1 所示。在连接时需要注意以下几个方面:
A. 电子负载的正极连接直流电源的正极,电子负载负极连接直流电源负极。
B. 使用的线缆必须满足大电流且接口牢固,连接紧密。
C. 当大电流(比如大于 5 A)且线缆又比较长时,需要考虑线损。
因为导线存在阻抗,在大电流下,会产生压降从而导致负载测量的电压偏低。为了消除这种误差,需要使用电子负载的远端补偿功能(Sense 功能)来消除电压误差。远端补偿功能的原理是 Sense 端子直接检测被测设备的输出端,当线损电压不可忽略时,自动补偿线损压降,保证被测设备输出电压与负载所获得的输入电压一致。
本次测试的最大电流为3A且测试线缆只有 20 cm,故无需使用远端补偿功能。
假设电子负载是一个可充电电池,满电电压为5V,低电电压为3.2V;假设直流稳压电源为一个充电器,输出电压为6V,最大电流为3A。通过以下的分段电压和电流方案,既能保证效率,同时也兼顾安全。
A. 当电池电压低于4V时,充电电流设定为3A;
B. 当电池电压高于4V,低于4.5V时,充电电流设定为2A;
C. 当电池电压高于4.5V,低于4.8V时,充电电流设定为1A;
D. 当电池电压高于4.8V,低于4.9V时,充电电流设定为500mA;
E. 当电池电压高于4.9V,低于5V时,充电电流设定为100mA;
F. 当电池电压等于5V,充电电流设定为0。
1. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为3A,输出状态为On;
2. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4V,输入状态为On;
3. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为2A,输出状态为On;
4. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.5V,输入状态为On;
5. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为1A,输出状态为On;
6. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.8V,输入状态为On;
7. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为500mA,输出状态为On;
8. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.9V,输入状态为On;
9. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为100mA,输出状态为On;
10. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为5V,输入状态为On。
综合以上5种测试状态,可以得到表1中的测试结果。
从表1可以看出,直流稳压电源的设置输出电流和实际输出电流误差在0.1%左右,精度非常高,而输出电压略高于电子负载的设置电压,是因为随着输出电流的增大,连接线上会存在一定的损耗,这和实际情况是完全吻合的。
这次测试,我们利用了鼎阳科技SDL1020X电子负载的CV模式,模拟了电池充电器的工作过程,是电子负载的典型应用之一。后面我们还将会推出一系列的测试方案,让广大工程师朋友对鼎阳科技的产品有更深入的了解,敬请期待!
在《电子负载中的CC模式如何运用?》文中,我们介绍了使用鼎阳科技的一款SDL1030X电子负载,对一块电压为7.4V、容量为5000mAh的锂电池进行了放电测试,取得了非常好的效果。接下来,我们将应用鼎阳科技的另一款电子负载SDL1020X和鼎阳科技的一款直流稳压电源SPD3303X,来模拟对可充电电池的充电器工作过程进行测试。
1.线缆连接
将电子负载的正负极分别接入直流稳压电源通道1的输出端,如下图1 所示。在连接时需要注意以下几个方面:
A. 电子负载的正极连接直流电源的正极,电子负载负极连接直流电源负极。
B. 使用的线缆必须满足大电流且接口牢固,连接紧密。
C. 当大电流(比如大于 5 A)且线缆又比较长时,需要考虑线损。
因为导线存在阻抗,在大电流下,会产生压降从而导致负载测量的电压偏低。为了消除这种误差,需要使用电子负载的远端补偿功能(Sense 功能)来消除电压误差。远端补偿功能的原理是 Sense 端子直接检测被测设备的输出端,当线损电压不可忽略时,自动补偿线损压降,保证被测设备输出电压与负载所获得的输入电压一致。
本次测试的最大电流为3A且测试线缆只有 20 cm,故无需使用远端补偿功能。
图1 电子负载和直流稳压电源连接图
2.设计测试过程
假设电子负载是一个可充电电池,满电电压为5V,低电电压为3.2V;假设直流稳压电源为一个充电器,输出电压为6V,最大电流为3A。通过以下的分段电压和电流方案,既能保证效率,同时也兼顾安全。
A. 当电池电压低于4V时,充电电流设定为3A;
B. 当电池电压高于4V,低于4.5V时,充电电流设定为2A;
C. 当电池电压高于4.5V,低于4.8V时,充电电流设定为1A;
D. 当电池电压高于4.8V,低于4.9V时,充电电流设定为500mA;
E. 当电池电压高于4.9V,低于5V时,充电电流设定为100mA;
F. 当电池电压等于5V,充电电流设定为0。
3.开始测试
1. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为3A,输出状态为On;
2. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4V,输入状态为On;
图2 电子负载电压为4V
3. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为2A,输出状态为On;
4. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.5V,输入状态为On;
图3 电子负载电压为4.5V
5. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为1A,输出状态为On;
6. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.8V,输入状态为On;
图4 电子负载电压为4.8V
7. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为500mA,输出状态为On;
8. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为4.9V,输入状态为On;
图5 电子负载电压为4.9V
9. 设置直流稳压电源通道1的电压为6V,电流为100mA,输出状态为On;
10. 设置电子负载模式为CV,电流量程为5A,电压量程为36V,电压值为5V,输入状态为On。
图6 电子负载电压为5V
4.测试结果
综合以上5种测试状态,可以得到表1中的测试结果。
表1 电子负载测试结果
从表1可以看出,直流稳压电源的设置输出电流和实际输出电流误差在0.1%左右,精度非常高,而输出电压略高于电子负载的设置电压,是因为随着输出电流的增大,连接线上会存在一定的损耗,这和实际情况是完全吻合的。
5.结束语
这次测试,我们利用了鼎阳科技SDL1020X电子负载的CV模式,模拟了电池充电器的工作过程,是电子负载的典型应用之一。后面我们还将会推出一系列的测试方案,让广大工程师朋友对鼎阳科技的产品有更深入的了解,敬请期待!
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