Electronicdesign 26857电池

线路电阻对电池测量的影响

2019年5月10日
导线和接触电阻会导致电压下降,在测试电池时将造成严重破坏。这里有一些建议可以帮助你缓解这些头痛。

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正确的接线和探测/接触是成功测量的关键。当测试电池或电池时,使用良好的工程实践是重要的,以避免噪声接收,信号退化,以及通过接线和接触电阻产生的不必要的电压下降。

如果你在大电流下测试电池或电池,电阻将是一个关键的考虑因素。随着测试电流的上升,导线和触点中的电阻将导致显著的电压下降。

电池放电过程中,线路电阻电压下降有问题

由于电子负载具有最小的工作电压,这些电压下降会在电池放电到电子负载时引起问题。注意,当我说电子负载时,这可能是一个台式电子负载或电池测试仪中的放电电路(有时称为电池循环器)。放电过程中电池电压下降,电池电压可能接近电子负载的最小工作电压。

如果在接线中出现较大的电压降,那么在电子负载的输入电压可能会降至其额定最小工作电压以下。当电子负载在其最小工作电压以下工作时,可用电流将被降额,您可能无法从电池中提取所需的电流。

两种放电槽的比较

让我们看看放电高容量锂离子电池的两种情况下导线和接触电阻的影响(见下表).的数字显示放电装置的原理图。

数字显示放电装置的原理图。

输入电压(a)处的导线和接触电阻对电子负载或电池放电器(b)的影响。

所以,成功的出院手术的关键是:

  • 尽可能使用最短的导线。
  • 用粗线将电线中的电压降降至最低。
  • 使用质量好的探头,尽量减少接触电阻。

这些是必要的,以保持总电阻低,使电压降是最小的大电流放电期间。

其他的考虑

电缆是否构造良好或弯曲电缆改变阻力?不同通道间的线阻不一致可以使一些通道正常工作,因为它们满足线阻准则,在牵引大电流时保持电压高于电子负载最小输入电压。同时,其他渠道阻力过大,无法正常工作,导致渠道间行为发生变化。

接触电阻是否随时间变化?触点可能会磨损,针式探头可能无法对准,导致压力和阻力不一致。接触物也可能因灰尘和化学物质而变得肮脏。监视使用周期的数量并执行预防性维护(清洁、校准和更换)可以减少这些影响。

此外,电池本身也可能是触点电阻不一致的原因,因为电池触点可能被氧化。触点的材料通常很容易在一段时间内形成氧化层。

接触电阻对电压测量的影响

现在我们来看看电压的测量。接触电阻很重要吗?电池电压的测量会因接触电阻而变形或受到影响吗?

简而言之,无触点电阻不会影响电压的测量。电压测量是通过配置高阻抗输入的DMM进行的。对于一个典型的DMM测量电压,输入阻抗是几百兆欧甚至十亿欧姆。由于输入阻抗如此之高,几乎没有电流流入DMM测量终端。如果没有电流流动,那么路径上的电阻对测量没有影响。

但是电池测试器呢?电池测试器的输入阻抗是否和DMM上的一样高?

在测量仪器上实现非常高的输入阻抗是一个挑战。大多数电池测试器测量电压的方式与DMM相同,尽管输入阻抗通常不是吉欧姆,因为电池测试器并不尝试测量标准DMM所期望测量的各种设备。

例如,KeysightBT2152A是一款专注于测量锂离子可充电电池自放电的电池测试仪器。(有关测量锂离子电池自放电的更多信息,请点击在这里).使用BT2152A测量电池电压时,输入阻抗为10 MΩ。在4.2 V(典型)的最大电池电压和10 MΩ的输入阻抗下,流入BT2152A的输入电流是420 nA。这个值是通过欧姆定律V = I*R或I = V/R得到的,所以对于一个4.2 V的电池连接到一个输入阻抗为10-MΩ的测量系统,电流计算为4.2 V/10 MΩ,或420 nA。

由于输入阻抗是10 MΩ,只有420 nA的电流将流动。总线径电阻远低于1 Ω(见下表),线路上的电压降是低于420 nV。即使线和接触电阻成为成千上万倍的桌子上,爬到10所示Ω,导线电阻的电压降会跳到4.2µV,这是无关紧要的测量误差与被测4.2 V的电池。正如你所看到的,由于高阻抗输入,导线和触点的电阻不会影响电压测量。

然而,无论何时进行电压测量,噪声采集都需要通过适当的接地和屏蔽来最小化,但这是另一篇文章的主题。

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