一種自放電檢測電路的設計

自放電是由電池內部因素引起的，而不是由外部因素引起的。一般來說，電池的自放電性能是由正負電極、蓄電池隔板和電解液的性能決定的，并受制造工藝和生產要求的影響。然而,自放電的大小不是固定在電池壽命,也是電池的老化程度、SOC和電池的溫度環(huán)境,等,和壞的充電和放電系統(tǒng)和工作條件也會影響電池的自放電。

 

除了生產過程和使用方式不當造成的自放電外，影響電池自放電的因素只有溫度、電池荷電狀態(tài)和電池壽命。其中，溫度對電池自放電的影響明顯。溫度越高，電池內部的化學反應越活躍，導致電池自放電的化學反應隨著溫度的升高而加速。因此，溫度越高，電池的自放電速率越大。在電池的儲存和使用過程中，應將電池保持在較低的溫度范圍內，以避免因電池外部或電池本身的溫升而增加自放電，使電池性能下降。SOC表示電池的充電狀態(tài)。電池在不同荷電狀態(tài)下，自放電大小也不同。一般來說，鋰電池的荷電狀態(tài)越大，自放電現象越明顯。壽命表示電池的老化程度。隨著電池持續(xù)老化，其內阻持續(xù)增加，電池的充電保持能力下降。我們常見的手機電池待機時間越來越短，是由于電池老化，在這個過程中，除了內部極化現象嚴重外，自放電也增加了。

 

自放電檢測電路是自放電檢測方法的核心體現。根據容量守恒法，有必要監(jiān)測維持電池荷電狀態(tài)或電壓不變所需的電量。因此，有必要在自放電檢測電路中為電池建立充放電控制電路，以檢測電壓穩(wěn)定時的充電電流。自放電檢測模塊的功能框圖如下圖1所示。

 

 

參考電壓作為自放電檢測電路的輸入，由D/A轉換模塊根據給定的數字量MSP430F149轉換模擬電壓得到。參考電壓可通過按鍵手動設定，測量電池在不同電壓下的自放電。首先，通過電壓比較環(huán)節(jié)，將基準電壓與實際電池的實時電壓進行比較，確定電池電壓與基準電壓的差值。當電池電壓高于參考電壓時，充電電路停止工作，電池通過負載電阻自動放電。當電壓低于參考電壓時，充電電路開始工作并充電，直至電池電壓穩(wěn)定。此時充電電流為充電電壓與電池通過負載電阻放電的電流和自放電電流之和。此時測量充電電流，計算放電電流值，兩者之差即為電池的自放電電流值。

 

另外，雖然參考電壓模塊發(fā)送的電壓原則上已經是直流的，但仍然不可避免的會與雜波混合，這可能會導致檢測電路的振動，所以需要設置低通濾波器來濾除高頻干擾?？紤]到當f > f0即信號頻率大于通帶截止頻率時，一階低通濾波器的對數幅頻特性僅在慢速-20db/ 10倍頻率時下降，電壓放大系數不能立即降至零。過渡頻帶寬，濾波性能差。因此，采用二階低通濾波電路。