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S型源表用于電池循環(huán)充放電IV測試
概述
可充電電池或二次電池常用來取代電子設備,，如筆記本電腦,、視頻游戲控制器、手機,、數(shù)碼相機和遙控器中使用的一次性電池,。為了改進或取代現(xiàn)有電池技術，研究人員正在研究延長電池壽命同時降低充電電池成本的方法,。常見的可充電電池種類包括鋰離子電池,、鎳氫電池和鎳鎘電池。通常利用放電和充電循環(huán)來對二次電池特征進行測試,。循環(huán)測試提供電池的有關信息,，如內(nèi)部化學物質(zhì)、容量,、可用周期數(shù)及壽命,。在生產(chǎn)測試中，往往通過充電/放電循環(huán)來驗證電池的性能指標,，并確保其沒有缺陷,。
典型的電池充電/放電測試設置通常包括可編程電源、電子負載,、電壓表和電流表。這些系統(tǒng)需要眾多軟件和硬件配置,，以實現(xiàn)工作測試臺中所有儀器的同步,。而多功能數(shù)字源表的出現(xiàn)，*解決了以上難題,。S型數(shù)字源表集合電壓源,、電流源、電壓表、電流表,、電子負載的功能于一身,，支持四象限工作，可作為源或負載,。廣泛用于各類精密器件的測量,。S型數(shù)字源表具有拉/灌電流以及測量電壓和電流的靈活性，使得它們非常適合電池的電流循環(huán)方案,，只需一部S型源表而非整架設備,。
電池充電/放電
恒定電流充電和放電的速率定義為電池容量，即電池可以存儲的電荷數(shù)量,。電池容量由可用毫安小時(mAH)來說明,，應當用放電或負載、電流來表示,。在1小時內(nèi)對整個電池進行放電時的放電電流稱為C速率,。例如，額定1000mAH的電池,，如果以1C速率放電,，那么它在1小時的輸出即為1000mA。如果500mAH電池在50mA時放電,，然后以C/10(0.1C)速率放電,，那么它可以作為50mA源供電10小時。
測試說明
對于充電和放電循環(huán),，S型觸摸屏數(shù)字源表可以配置為源電壓并測量電流,。下圖給出簡化的充電和放電循環(huán)電路示意圖。
電池充電通常使用恒定電流,。利用數(shù)字源表可以實現(xiàn)充電,，即把它作為電壓源，設置電池額定電壓,，并設置期望的充電電流,作為電流限幅,。測試開始時，電池電壓低于數(shù)字源表儀器的電壓輸出設置,。因此,，在這個壓差作用下，電流立刻達到用戶定義的電流限幅,。當達到電流限幅時,，數(shù)字源表儀器就作為恒流源，直到達到設定的電壓電平,。隨著電池*充電,，電流將下降，直到達到零或接近零。為了預防安全隱患或損壞電池,，必須注意不要過度充電,。
當電池放電時，數(shù)字源表作為阱,，因為它消耗電能而不是提供電源,。將數(shù)字源表儀器電壓源設置為低于電池電壓，電流限幅設置為放電速率,。當輸出啟用時,，電流從電池流入數(shù)字源表儀器的高電平端口。因此,，電流讀數(shù)將是負數(shù),。放電電流應當保持恒定，直到電池電壓下降至數(shù)字源表儀器的電壓源設定值,。
與電池連接
為了建立測試,，需將S型觸摸屏數(shù)字源表與電池進行連接，如下圖所示,。將儀器端口與電池進行4線或程控檢測連接,，以可以消除引線電阻的影響。這樣,，測得的電池電壓盡可能接近其端口電壓,。
數(shù)字源表儀器的Force HI和Sense HI輸出端子與電池(+)端子相連，其Sense LO和Force LO輸出端子與電池(–)端子相連,。當數(shù)字源表輸出關閉后,，確保其設置在高阻抗(High Z)輸出關閉狀態(tài)。選定高阻抗(High Z)輸出關閉狀態(tài),，當輸出關閉時,，將開啟輸出繼電器。這將防止輸出關閉后電池出現(xiàn)泄漏,。要將輸出關閉狀態(tài)設置為高阻抗,，首先按壓MENU按鍵，然后選擇源設置,，在選擇高阻抗,，最后按壓HOME按鍵。
自動放電循環(huán)
電池的充電和放電循環(huán)通常需要幾個小時,，因此自動化測試非常重要,。利用儀器的任何通信接口(GPIB、USB或以太網(wǎng)),，都可執(zhí)行測試。程控通信接口的后面板連接位置如下圖所示：
為實現(xiàn)充電和放電，應當對數(shù)字源表儀器進行設置,，執(zhí)行以下步驟：
1. 設置4線配置測量,。
2. 設置數(shù)字源表儀器測量電流，使得用戶可以監(jiān)視負載電流,。
3. 使用高阻抗輸出關閉,。當Output（輸出）關閉后，這個輸出關閉狀態(tài)將開啟輸出繼電器,。這將防止電池連接后輸出關閉時電池出現(xiàn)泄漏,。
4. 設置數(shù)字源表一起的輸出電壓。即使儀器設置為輸出電壓,，它仍將在恒流模式運行,，因為在達到期望電壓之前，它將處于電流限幅之內(nèi),。對于電池充電,，VS > VB。對于電池放電,，VS < VB,。
5. 開啟電壓源回讀功能，使得電池充電或放電時,，數(shù)字源表電壓能夠測量電池電壓,。
6. 將電流限幅設置為電池充電或放電的電流水平。這是測試的負載電流,。
7. 回讀負載電流,、源回讀電壓以及相應的時間戳。
8. 監(jiān)視電壓,，直到電池電壓達到期望的電壓電平,，并停止測試。
除了通過總線監(jiān)視讀數(shù),，在測試過程中,，S型數(shù)字源表還能同時通過用戶界面，顯示負載電流,、電池電壓以及經(jīng)歷的測試時間,。請看在S型儀器顯示屏上呈現(xiàn)的大字體、易讀測量結(jié)果
結(jié)束語
S型觸摸屏數(shù)字源表是對可充電電池的充電和放電循環(huán)進行測試的理想工具,，因為它具有精確地4象限,、高功率輸出，能夠精確地測量電流和電壓,。利用單一儀器進行電池測試,，不僅簡化測試設置,，縮短編程時間，而且節(jié)省機架空間,。