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本周上线技术好友电池电量计原理与计算一、 充电电池简介目前大量应用的充电电池包括铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池、锂离子/锂聚合物电池铅酸蓄电池容量大,内阻小(一般400Ah的2V蓄电池内阻大约为0.5mΩ代理芯海),可进行大电流放电,但是笨重体积庞大,。
便于携带,常用于汽车和工业场合其电极材料含铅,可对环境造成极大污染铅酸蓄电池对充电控制的要求不高,可进行浮充镍镉电池容量较大,内阻低、放电电压平稳,适合作为直流电源与其他种类的电池相比,镍镉电池耐过充电和过放电,操作简单方便,但是具代理芯海有记忆效应,应尽量在完全放电之后进行充电。
电极材料含有剧毒重金属镉,随着环保要求的提高,其市场份额越来越小镍氢电池实在镍镉电池的基础发展而来,采用金属化氢替代有毒的镉,在大部分场合可以替代镍镉电池其容量约为镍镉电池的1.5~2倍,且没有记忆效应。
相代理芯海对于镍氢电池,它对充电控制的要求较高,目前大量使用在一些便携式电子产品中锂离子电池是目前最常见的二次电池,拥有高能量密度,与高能量镍镉/镍氢电池相比,其能量密度是前者的1.5~2倍其平均使用电压为3.6V,是镍氢/镍镉电池的3倍。
它的内阻较大不能进行大电流充放电,并且需要精确的充放代理芯海电控制,以防止电池损坏并达到最佳使用性能锂离子电池广泛应用在各种便携电子产品中,包括手机、笔记本电脑、mp3等锂聚合物电池是一种新型的二次锂电池,具有更大的容量;内阻较低,允许10C充放电流。
它和锂离子电池一样需要精确的充放电控制目前,锂聚合物电池主要用于一些需要大电流充放电的代理芯海应用中,如动力/模型汽车二、 电池充电经验计算公式1、 充电电流小于等于电池容量的5%时充电时间(小时)=电池容量(mAH)*1.6/充电电流(mA)
2、 充电电流大于电池容量的5%,小于等于10%时充电时间(小时)=电池容量(mAH)*1.5代理芯海/充电电流(mA)3、 充电电流大于电池容量的10%,小于等于15%时充电时间(小时)=电池容量(mAH)*1.3/充电电流(mA)
4、 充电电流大于电池容量的15%,小于等于20%时充电时间(小时)=电池容量(mAH)*1.2/充电电流(mA代理芯海)5、 充电电流大于电池容量的20%时充电时间(小时)=电池容量(mAH)*1.1/充电电流(mA)
三、 充电电池容量估算方法在多数便携应用中,都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量这是因为电池端代理芯海电压和剩余容量之间有一个确定的关系,测量电池端电压即可估算其剩余容量。
这种方法的局限性是:1) 对于不同厂商生产的电池,其开路电压与容量之间的关系各不相同2) 只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果,但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量,此时负载电流在内阻上产生代理芯海的压降将会影响开路电压测量精度。
而电池内阻的离散性很大,且随着电池老化这种离散性将变得更大,因此要补偿该压降带来的误差将十分困难综上所述,通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度,只能提供一个大致的参考值。
另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩代理芯海余容量这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分,得到的净电荷数即为剩余电量电池容量可以预置,也可在后续的完整充电周期中进行学习在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后,这种方法可以获得令人满意的精度,因此广泛运用于笔记本电脑等高端产品中。
四、 电池电量计工作原理
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简化的电池电量计框图电池电量计对流入/流出电池的总电流持续进行积分,并将积分得到的净电荷作为剩余容量简化的电池电量计框图所示其中,Rsns为mΩ级检流电阻,R1为负载电阻电池通过开关,Rsns对R1放电时的电流Io在Rsns两端产生的压降代理芯海为Vs(t)= Io(t)* Rsns。
电量计持续检测Rsns两端的压差Vs,并将其通过ADC转换为N位的数字量Current(简称CR),之后以时基确定的速率进行累加,M位累加结果Accumulated_Current(简称ACR)的单位为Vh(伏时)。
对量化后的Vs进行累加相当于对其进行积分,结代理芯海果为:
因此,将ACR值除以检流电阻Rsns的阻值即得到以Ah(安时)为单位的电池容量ADC转换结果和累加后的结果都带有符号位,按简化的电池电量计框图的连接方式,充电时CR为正,ACR递增;放电时CR为负,ACR递减。
外部微控制器可以读取CR和ACR值,经过换算得到真实的充放电电流和电量值 实际的代理芯海电量计还包括一些控制和接口逻辑,通常还能检测电池电压和温度等参数一些智能电量计可以自动完成电池自放电的的修正,还可保存电池特性曲线,允许用户定制电池电量计算法。
五、 电池电量计的计算
六、 结语本文在介绍了电池电量计的原理之后,给出了一些简单的计算公式。设计者可以方便的从电量计读数中计算出代理芯海真实电量,从而加速设计过程。END无
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