昂佳汽車應急啟動電源資訊：模擬電池仿真電路圖及原理分析

大家都知道，在電源類電子產品的生產和檢驗過程中，需要用到許多檢測設備對產品的電氣性能進行測試，其中常用的一種檢測設備就是電子負載，通過改變電子負載的參數，可以檢測到電源產品的輸出特性。

但在移動電源、汽車應急啟動電源這種特殊的可充電電子產品中，由于其負載是電池，若要完整地檢測一個電池從放空到充滿整個過程中的輸出特性，需要花很長時間對電池做一個完整的充電過程，而這么長的充電時間顯然不利于生產效率，而且經常這樣測試也會使電池壽命縮短，并使內阻增大，影響測試結果的準確性。基于這種考慮，這里設計了一種模擬電池電路，它可以完全地模擬真正的電池，可以被充電，也可以放電，而且其電壓可隨意設定，在實際使用中效果很好。如下圖所示。

220V市電經變壓器降壓后，得到12V左右的不穩定交流電壓，該電壓經VD3-VD6整流，經L1、C7濾波后，得到不穩定的12V直流電，N2、R1-R6、C2構成穩壓電路，其輸出為穩定的5V電源，該電源提供給LM358運算放大器，作為LM358的電源使用。N2的第一腳為恒定的2.5V，作為基準電壓經分壓后提供給LM358作比較用。

電路的輸出電壓經R7與R13、R17分壓后反饋給2個運放，從而控制V1和V3兩個三極管的導通狀態，使輸出電壓穩定在設定的值。

該電路能真實地模擬出電池的特性，可以在對外部放電與被充電器充電兩種狀態間自動轉換，同時電池的電壓可設，并且非常穩定。當對外供電時，當輸出電壓發生變化，經R7與R13、R17分壓后反饋給N1A運放，從而調整V2的導通狀態，進面控制V1的導通狀態，使電壓迅速穩定在所設值。當被充電時，若輸出電壓發生變化，經R7與R13、R17分壓后反饋給N1B運放，從而調整V3的導通狀態，使電壓迅速穩定在所設值。

由于R5的存在，N1A與N1B運放的基準電壓會相差0.4mV，因此當輸出端對外供電時，V3是完全截止的，而當外部電源對輸出端充電時，V1是截止的，其充電電流通過R12、R11、VD2、V3泄放掉，相當于充電。移去充電電源后，電路會恢復到對外供電狀態。其特性與實際的電池完全一樣。

由于真正的電池含有內阻，電路中R12用來充當電阻內阻的作用，其值為0.03Ω，若需增大模擬電池的內阻值，可增大該電阻值。

R13電位器用來調整模擬電池的電壓，其阻值減小時，輸出端電壓升高，其阻值升高時，輸出端電壓降低，R17用來微調輸出電壓，作精確調節電壓用。

受TL431基準電壓影響，該電路的最低仿真電壓只能做到1.25V，若需要更低的電池仿真電壓，可以通過改變基準電壓來實現，比如將TL431改為TL432，或者通過改變電阻值，這樣仿真電壓可以低至0.75V或更低。

用該電路來仿真鋰離子電池，用來測試鋰離子電池保護電路的保護參數，所測得的保護值非常精確。該電路由于同時具有穩壓電路與電子負載電路，并且此兩部分電路為非此即彼的關系，因此也可以單獨作為電源來使用，或者單獨作為有源電子負載來使用，其負載電壓可任意設定。