電池測試中的開(kāi)關(guān)切換配置方案

　　在消費和工業(yè)應用領(lǐng)域，電池的使用量正在快速膨脹。其測試要求一般取決于其化學(xué)特性、規格、用途，以及是原電池還是蓄電池。

　　蓄電池（充電電池）通常利用放電和充電循環(huán)進(jìn)行測試。蓄電池的放電特性提供了關(guān)于電池容量和壽命的重要信息。蓄電池的充電/放電循環(huán)往往需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，因此通常希望將幾個(gè)電池組串聯(lián)起來(lái)，以便同時(shí)對其進(jìn)行充電和放電。在充電和放電器件，可以利用一個(gè)雙刀掃描儀來(lái)監測每個(gè)電池的電壓。

　　在有些應用中，則可能希望測量每一單體電池的電壓，包括負載和空載。通過(guò)監測電壓隨時(shí)間的下降，將能夠說(shuō)明電池的質(zhì)量。盡管對于原電池是這樣，該技術(shù)還可以用于蓄電池。利用一個(gè)掃描儀，則可同時(shí)監測多個(gè)電池的電壓隨時(shí)間的變化。

　　以下介紹充電/放電循環(huán)測試和電壓檢測測試的開(kāi)關(guān)配置。

　　對串聯(lián)在一起的電池進(jìn)行放電/充電時(shí)的切換配置。在該配置中，一串40個(gè)電池被串聯(lián)在一起連接到一個(gè)電流源（2400型源表），該源對電池進(jìn)行充電/放電。一臺獨立的電壓測量?jì)x器通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)監測個(gè)體電池的電壓（注：在該應用中，由于2400型源表的輸入/輸出HI和測量HI端子之間的壓差被限制于5 V，所以它不能同時(shí)作為源表和用于電壓測量。）

　　圖 2 利用隔離繼電器將負載電阻器切換至電池

　　該方案中，電流源同時(shí)向全部40個(gè)電池提供±10mA的電流，從而可同時(shí)對所有的電池進(jìn)行充電/放電。
2700型多用表/數據采集系統（安裝有一塊7702型40通道差分復用模塊）被用來(lái)切換和測量每個(gè)電池的電壓。每個(gè)電池的電壓為1.2 V，因此電池串兩端的電壓為48 V。確保電池串兩端的電壓不超過(guò)開(kāi)關(guān)模塊的共模電壓額定值和最大電壓是非常重要的。

　　為避免損壞繼電器，恰當地同步開(kāi)關(guān)/測量序列是非常關(guān)鍵的。在閉合某個(gè)通道之前，必須確保其它所有的通道都是開(kāi)路的，這非常重要。若不小心閉合多個(gè)通道，將會(huì )短路兩個(gè)或多個(gè)電池，并且可能會(huì )損壞繼電器。在每個(gè)開(kāi)關(guān)上串聯(lián)一個(gè)限流電阻或保險絲，將有助于防止這種類(lèi)型的損壞。

　　為了監測串聯(lián)電池的電壓衰減，必須將負載電阻切換至單體電池兩端。圖 2所示為一個(gè)測試80個(gè)原電池的切換系統。在本例中有兩組開(kāi)關(guān)：一組為雙刀開(kāi)關(guān)（兩個(gè)7702模塊），被用來(lái)將電池連接到伏特計；另一組為隔離開(kāi)關(guān)（兩個(gè)7705型40通道控制模塊），被用來(lái)連接負載電阻（RL）。

　　如果負載電阻被直接連接到伏特計的輸入端子，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)的電流會(huì )產(chǎn)生電壓降，測得的電池電壓將存在誤差。如果利用隔離繼電器將負載電阻切換至每個(gè)電池，則能避免這一誤差。7705型模塊具有40個(gè)隔離繼電器。此外，利用這些特別隔離的繼電器，可以在測試循環(huán)的任何是將將負載電阻從電池斷開(kāi)或連接上。