原创 电池仿真电路

在电源类电子产品的生产检验过程中，需要用到许多检测设备对产品的电气性能进行测试，其中常用的一种检测设备就是电子负载，通过改变电子负载的参数，可以检测到电源产品的输出特性，但在充电器这种特殊的电子产品中，由于其负载是电池，若要完整地检测一个电池从放空到充满整个过程中充电器的输出特性，需要花很长时间对电池做一个完整的充电过程，而这么长的充电时间显然会使生产效率低下，而且经常的测试也会使被用来充电的电池寿命缩短，并使内阻增大，也影响测试结果的准确性。基于这种考虑，笔者设计了一种模拟电池电路，它可以完全地模拟真正的电池，可以被充电，也可以放电，而且其电压可随意设定，经在生产中实际使用，效果很好。
其电路如图： （注：电路图可点击放大）


其电路原理分析如下：
220V市电经T1降压后，经VD3-VD6整流，经L1、C7滤波后，得到不稳定的12V直流电，N2、R1-R6、C2构成稳压电源电路，其输出为稳定的5V电源提供给MCP617运算放大器。N2的第一脚为恒定的2.5V，作为基准电压提供给MCP617作比较用。
电路的输出电压经R7与R13、R17分压后反馈给2个运放，从而控制V1和V3两个三极管的导通状态，使输出电压稳定在设定的值。
由于R5的存在，N1A与N1B运放的基准电压会相差120uV，因此当输出端对外供电时，V3是完全截止的，而当外部电源对输出端充电时，V1 是截止的，其充电电流通过R12、R11、VD2、V3泄放掉，相当于充电。移去充电电源后，电路会恢复到对外供电状态。其特性与实际的电池完全一样。
由于真正的电池含有内阻，电路中R12用来充当电阻内阻的作用，其值为0.05Ω。
R14电位器用来调整模拟电池的电压，其阻值减小时，输出端电压升高，其阻值升高时，输出端电压降低，R15用来微调输出电压，作精确调节电压用。
笔者也曾用该电路来仿真锂离子电芯，用来测试锂离子电池保护电路的保护点参数，所测得的保护值非常精确。