СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2012

В ВЕДЕНИЕ Параметрыфункционирования сис темы управления аккумуляторной ба тареей и самой батареи важно прове рять по отдельности. Однако посколь ку аккумуляторная батарея – это далеко не идеальный источник энер гии, она в значительной мере влияет на функции управления зарядоми раз рядом, взаимодействует с ними и вы нуждает проверять батарею и схему управления как законченную систему. При оценке совокупности харак теристик заряда батареи определяют ся параметры, которые должны быть оптимизированы, чтобы устройство соответствовало целям разработки. В число этих параметров входят: ● время заряда, уровень заряда и время работы; ● срок службыи безопасность батареи; ● надлежащее управление состояния ми отказа. Аналогично при оценке профиля раз ряда батареи или проведении испы таний на разряд определяется ряд ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2012 Проверка системы управления аккумуляторной батареей мобильного устройства Эдвард Брорейн (США) В статье показано, как определение фактических профилей заряда и разряда батареи позволяет проверить работу системы управления батареей вместе с самой батареей. Это помогает в оптимизации проекта мобильного устройства и гарантирует выполнение заданных параметров батареи. дополнительныххарактеристик ожи даемого поведения, в том числе: ● параметры эксплуатации батареи в реальных условиях; ● фактическая энергия и ёмкость бата реи по сравнению с запланирован ными характеристиками; ● правильность функционирования системы выключения при низком уровне заряда батареи. Хотявсе этипараметрысущественны, зачастуюстепеньихважностиможет за висеть от конкретного типа устройства. Существует ряд факторов, связанных с процессомуправления зарядомиразря домбатареи, которыеоказывают значи тельноевлияниенаэтипараметры. Про верка системы управления батареей и самой батареи в процессе заряда и раз ряда позволяет определить оптималь ные характеристики функционирова ния аккумулятора. Для проверки системы управления аккумуляторной батареей требуется проведение высокопроизводительных бесконтактных измерений. На рисун ке 1 показана установка для измере ния профилей заряда и разряда при проверке системы управления батаре ей тестируемого устройства. В установ ке используется оборудование обще го назначения. Для проведения тести рования требуется два параллельных измерительных канала. Один канал ис пользуется для регистрации зарядного тока, второй – для регистрации напря жения батареи. Совместно они обес печивают полное представление о функционировании системы управле ния батареей, проверяя профили заря да и разряда. Вместе с тем, для проведе ния правильных измерений оборудо вание должно быть в состоянии: ● одновременно оцифровывать значе ния тока и напряжения с высокой частотой выборки; ● обеспечитьширокий динамический диапазон при непрерывном измере нии тока; ● непрерывно регистрировать резуль таты измерений в течение длитель ных периодов времени; ● не оказывать воздействия на резуль таты измерений. Литий ионные батареи являются лучшим вариантом для большинства мобильных устройств, использующих аккумуляторы, благодаря их неболь шим размерам, малому весу и повы шенной энергетической плотности. Максимальный уровень напряжения заряженного литий ионного аккуму лятора (напряжение наполнения) дол жен выдерживаться очень точно. Раз ница всего в 10 мВ, или около 0,25% от уровня напряжения наполнения 4,2 В может дать десятикратную процент ную разницу в накопленном заряде. Погрешности в 50…100 мВ при пере заряде могут привести к проблемам бе зопасности. Поэтому очевидно, что вы бор напряжения накопления важен для оптимизации управления зарядом литий ионнойбатареи, а также соответ ствия планируемым характеристикам. Таким образом, при испытаниях край не важно, чтобы падение напряжение на токовом шунте, а также погреш ность измерения напряжения обору Батарея ТУ Заряд Разряд Ток батареи V шунт Шунт Аппаратура сбора данных Дифференциальные усилители Мультиплексор Усилитель АЦП Выходные данные ПК для регистрации данных Сетевой адаптер (при заряде) DC out ТУ + + + – – – Рис. 1. Стандартная измерительная установка для исследования системы управления батареей © СТА-ПРЕСС