更新时间: 发布时间: 来源:清风与鹿 78
假设我们需要测试1.5V、AA 尺寸的碱性电池。我们可以应用短路并测量电流,也可以测量开路电压,但两种方法都不能正确测试电池。大约250mA 的合适测试电流可为我们提供更合理的测试。我们可以在1.5V 下使用6Ω 电阻负载,如果电池状况良好,它会在25°C 的环境温度下产生1.46V 的输出电压。劣质电池可能产生低于1.2V 的电压。给定负载,1.2V 的输出电流将为200mA 而不是250mA。电池将只有80% 的满载电流。相反,我们可以使用图1中的电路 来产生恒流负载。

图1AA 或 AAA 尺寸电池的测试仪使用恒流负载。
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该电路使用9V 电池和稳压器产生5V 的稳定电源电压。根据该电压,电路使用 IC1、IC2和 Q3产生与电池输出电压无关的恒定灌电流。我们选择的电流取决于电池大小。我们计算该电路的灌电流 I TEST =1/R19×[V CC ×R18/(R4+R18)],其中 I TEST 是我们正在测试的电流,V CC 是电阻电压分频器 R4和 R18。R两端的电压对于 AAA 和 AA 电池,19的范围应为0.3至0.85V。晶体管 Q3应位于其有源区。电阻器 R14将 Q3的基极电流限制在安全水平。
运算放大器 IC2的合适选择也很重要。我们应该使用具有轨到轨输入和轨到轨输出的单电源运算放大器,例如Analog Devices的OP484ES或OP496GS。
OP184/OP284/OP484分别是单通道/双通道/四通道、单电源、4MHz带宽放大器,具有轨到轨输入与输出特性。保证工作电压范围为3V至36V(或±1.5V至±18V)。
这些放大器非常适合要求交流性能与精密直流性能的单电源应用。带宽、低噪声与精度特性组合,使其适合滤波器和仪器仪表等各种应用。
其它应用包括便携式电信设备、电源控制与保护,以及用作具有宽输出范围传感器的放大器或缓冲器。要求采用轨到轨输入放大器的传感器包括霍尔效应传感器、压电传感器和阻性传感器。利用轨到轨输入和输出摆幅,设计人员可以在单电源系统中构建多级滤波器,并保持高信噪比。OP184/OP284/OP484的额定工作温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温度范围。单通道OP184提供8引脚SOIC表贴封装。双通道OP284提供8引脚PDIP和SOIC表贴两种封装。四通道OP484提供14引脚PDIP和14引脚窄体SOIC两种封装。
当我们连接被测电池时,Q2开启,然后 Q1开启,将来自9V 电池的电压施加到稳压器。该动作点亮D3,表示待测电池有足够的电压进行测试。LED D4、D5和 D6指示电池的状态。表1显示了这些 LED 点亮所需的电压范围。
运算放大器 IC2A、IC2C和 IC2D 用作比较器,具有一定的滞后以确保运行稳定性。包括R5、R6、R8、R17和R22的电阻分压器 设置电压电平。二极管 D1和 D2是可选的,但在我们需要在温度变化很大的室外操作电路时很有用。电阻器 R15保护 IC2A、IC2C和 IC2D的输入。
连接电池进行测试时,应至少测试5秒。如果电池处于相对正常的状态,LED D3会亮起。在这种情况下,开关 Q1为电池测试仪供电。由 IC2A 和 Q3组成的灌电流发生器 为被测电池加载,电阻分压器网络设置比较器电压。
我们可以添加一个可选的自检按钮来检查9V 电池,以确保它有足够的电压来驱动电路。如果我们需要更准确的测量,我们还可以将数字万用表连接到万用表端子。我们可以使用合适的旋转开关或可变电阻器,并通过改变 R4的值来改变测试电流的值,以测试另一种类型或尺寸的电池。
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