這zhe類lei在zai研yan發fa實shi驗yan室shi中zhong常chang見jian的de標biao準zhun電dian源yuan構gou成cheng的de測ce試shi方fang案an比bi專zhuan用yong電dian池chi測ce試shi設she備bei更geng加jia靈ling活huo。這zhe是shi因yin為wei可ke以yi對dui標biao準zhun電dian源yuan和he電dian子zi負fu載zai進jin行xing編bian程cheng控kong製zhi，使shi其qi能neng夠gou提ti供gong多duo種zhong充chong放fang電dian配pei置zhi，從cong而er滿man足zu特te定ding的de不bu同tong應ying用yong需xu求qiu。

首先來看將標準程控電源用於鋰離子電池充、放電循環過程的充電階段典型步驟（圖 1 ）。電源按照電池的規格設定充電電流大小，以恒定電流（CC）的工作方式開始充電。電池開始充電後
，其內部電壓會升高。隨著充電過程持續，電池電壓逐漸達到其開路電壓。



在該點，電源將達到其程序設定的電壓上限（可通過編程將上限值設為電池開路電壓）


，然後其將進入恒定電壓（CV）工作模式。進入 CV 模式後，電源對電池的輸出電流開始下降
，對電池的電壓則保持恒定。

一般會希望充電電流低於設定的截止值時終止充電。比如說
，在對汽車電池等大型電池充電時
，可設最大充電電流為 20 A
，截止電流為 50 mA。達到截止電流值後
，電池可視為已充滿，應停止充電
，電池充放電循環進入下一階段，通常會靜置一段時間。

首shou先xian，要yao考kao慮lv使shi用yong何he種zhong設she備bei測ce量liang電dian池chi充chong電dian電dian流liu。由you於yu討tao論lun的de是shi大da電dian流liu充chong電dian，使shi用yong電dian流liu計ji測ce量liang並bing不bu現xian實shi，因yin為wei最zui大da電dian流liu值zhi可ke能neng超chao過guo常chang見jian數shu字zi萬wan用yong表biao（DMM）的電流量程。因此假設使用電源內置的電流測量功能來測量充電電流。稍後再來談這個問題。

如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)，要(yao)終(zhong)止(zhi)充(chong)電(dian)，需(xu)要(yao)測(ce)量(liang)電(dian)流(liu)值(zhi)並(bing)將(jiang)測(ce)量(liang)值(zhi)與(yu)截(jie)止(zhi)值(zhi)進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)。如(ru)果(guo)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)時(shi)有(you)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)
，將(jiang)很(hen)難(nan)確(que)定(ding)何(he)時(shi)終(zhong)止(zhi)充(chong)電(dian)。與(yu)最(zui)大(da)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)相(xiang)比(bi)，截(jie)止(zhi)電(dian)流(liu)閾(yu)值(zhi)很(hen)低(di)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)需(xu)要(yao)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)內(nei)測(ce)量(liang)電(dian)流(liu)。因(yin)此(ci)，在(zai)較(jiao)低(di)電(dian)流(liu)環(huan)境(jing)下(xia)
，噪(zao)聲(sheng)是(shi)個(ge)大(da)問(wen)題(ti)。

回想一下剛才提到的大型電池充電的例子，該電池的充電電流值為 20 A，截止電流值為 50 mA。如果充電電流為 20 A 時噪聲為 100 mA
，則噪聲會導致 0.5% 的測量誤差
，這也許可以容忍。但是
，100 mA 的噪聲會導致 50 mA 的截止電流難以測量，使得測試人員難以確定何時終止充電。

電流測量噪聲源的分析

來看看測試環境（圖 2）。這是一個很簡單的測試環境，電源與需要充電的電池相連。常將電池視作含有串聯內阻的理想電池。可使用專用電池測試設備或LCR 表通過交流電阻（ACR）測量獲得內部電阻值。


daxingdianchideneizuduoweishushihaooumu
，xiaoxingdianchideneizuduoweishubaihaooumu，erxiangniukoudianchizheyanggengxiaodedianchi，neizukenengdadaojigeoumu。danzaibenlizhongtaolundeduixiangweidadianliudianchi
，yincishedianchineizuweishushihaooumu。

電池充電電源輸出端存在電壓噪聲。量程10 V的電源輸出噪聲為10 mV峰峰值是很普遍的。圖 3 描繪了電池和電源的簡單模型，標明了阻抗和噪聲源。頻率低於 100 Hz 時，RPS_OUT 趨近 0 Ω。電源的輸出電壓噪聲表現為與直流輸出串聯的交流電壓源。該交流電壓（即噪聲）又表現為通過電池內部較低阻值的串聯電阻的交流電流，根據歐姆定律：INOISE = VNOISE / (RPS_OUT + RCELL)。


電dian流liu測ce量liang結jie果guo中zhong的de噪zao聲sheng並bing非fei測ce量liang噪zao聲sheng。這zhe種zhong噪zao聲sheng實shi際ji上shang是shi真zhen正zheng的de電dian流liu噪zao聲sheng，這zhe是shi由you電dian源yuan輸shu出chu電dian壓ya噪zao聲sheng轉zhuan換huan為wei電dian池chi內nei阻zu電dian流liu造zao成cheng的de。因yin為wei電dian池chi內nei阻zu很hen低di，使shi用yong低di噪zao聲sheng電dian源yuan也ye會hui在zai電dian池chi中zhong造zao成cheng電dian流liu噪zao聲sheng。

改善截止電流的方法

如ru上shang述shu分fen析xi，電dian源yuan測ce量liang充chong電dian截jie止zhi電dian流liu的de噪zao聲sheng來lai源yuan於yu電dian源yuan電dian壓ya輸shu出chu噪zao聲sheng
，最zui簡jian單dan的de方fang法fa就jiu是shi對dui測ce量liang結jie果guo求qiu平ping均jun。通tong過guo幾ji秒miao甚shen至zhi一yi分fen鍾zhong的de長chang積ji分fen時shi間jian電dian流liu測ce量liang，可ke以yi將jiang交jiao流liu分fen量liang過guo濾lv，通tong過guo這zhe種zhong方fang法fa可ke以yi獲huo得de穩wen定ding的de直zhi流liu電dian流liu值zhi，然ran後hou再zai與yu截jie止zhi閾yu值zhi對dui比bi。

但(dan)如(ru)果(guo)電(dian)源(yuan)本(ben)身(shen)不(bu)可(ke)設(she)定(ding)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)積(ji)分(fen)時(shi)間(jian)怎(zen)麼(me)辦(ban)
？在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)測(ce)量(liang)，將(jiang)測(ce)量(liang)值(zhi)輸(shu)入(ru)電(dian)腦(nao)求(qiu)其(qi)平(ping)均(jun)值(zhi)
，並(bing)用(yong)平(ping)均(jun)值(zhi)與(yu)截(jie)止(zhi)電(dian)流(liu)對(dui)比(bi)。


另一種方法是將電感器與電池串聯（圖 4）。電感在低頻下阻抗較低
，高頻下阻抗較高。根據歐姆定律，得到 INOISE = VNOISE/(ZPS_OUT + ZINDUCTOR + ZCELL)
，隨著頻率提高
，ZINDUCTOR 逐漸增大，成為分母中的最大值。因此，隨著頻率升高
，電流噪聲（INOISE）逐漸降低。

因yin此ci，在zai高gao頻pin下xia，電dian感gan將jiang成cheng為wei噪zao聲sheng的de低di通tong濾lv波bo器qi和he衰shuai減jian器qi。這zhe種zhong方fang法fa可ke以yi清qing除chu噪zao聲sheng

，可ke以yi更geng好hao地di確que定ding是shi否fou達da到dao直zhi流liu截jie止zhi電dian流liu。理li想xiang情qing況kuang下xia，電dian感gan濾lv波bo器qi的de截jie至zhi頻pin率lv可ke以yi做zuo到dao10 Hz左右，大幅降低近直流電流的感應噪聲電流。設充電電流為 20 A，電池串聯電阻 10 mΩ，需要使用數百微亨的電感。

需要注意的是
，這個電感需要能承受 20 A 的充電電流，因此不能采用小型表麵貼裝元件
，可利用環形鐵芯上纏繞線圈來製作合適的電感。

來源：電子技術設計。


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