22.2V 16A探地雷达测试仪备用电源锂电池设计方案

来源:钜大LARGE    2017-03-14    点击量: 300
引:(关键词:锂电池组)传统野外探地雷达测试仪采用铅酸电池作为移动备用电源,由于铅酸电池自身能量密度低,质量重、倍率放电效率低,非环保等缺点,已经无法满足现代便携式工业仪器设备所需备用电源的需求。由于锂电池组具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、高电压一致性等独特的优点,已经在众多工业仪器设备领域成为替代铅酸电池首先。
 
一、探地雷达测试仪备用电源要求:   
探地雷达测试仪具有高工作电压、长时间及特殊环境温度的要求,在锂电池电芯方面采用国内一线品牌的比克长寿命锂电芯,用6串8并组合实现客户相关参数需求。在锂电池保护电路保护方面,采用6串精工硬件保护电路+6串充电平衡电路,以实现成品锂电池的最大过流25A,持续放电电流8A,充电平衡电流300mA的要求。在相关工作环境方面,采用高档的白色防水盒外壳以实现客户的防水环境要求。组合后的成品电池具体参数如下:
1)锂电池组型号设计要求:18650-6S8P/16Ah/22.2V。
2)电路部分设计要求:
▪ 单节过充保护电压:4.35±0.25V
▪ 单节过充恢复电压:4.15±0.50V
▪ 单节过放保护电压:2.70±0.08V
▪ 单节过放恢复电压:3.00±0.10V
▪ 组合电池过流保护值(10ms):30~35A
▪ 充电平衡电流:300±50mA
▪ 充电平衡电压:4.20±25mV
▪ 电池过温保护值(可恢复):70±5度
▪ 成品电池还具备短路、反充保护。
3)电池循环寿命设计要求:500~1000次(国标充放电标准)
4)电池外型尺寸设计要求:参考外壳

二、探地雷达测试仪备用电源设计方案:
1)保护板(PCM):主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路,由于锂电池本身的化学特性,需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流等保护功能,以避免引起燃烧、爆炸等危险。
2)保护IC(Protection IC):设计方案的主要保护功能芯片,对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。
3) 充电平衡模块:充电过程中平衡各电芯电压差,增强各电芯电压的一致性以延长组合电池的使用寿命。
4)温度开关:主要针对温度保护功能设计。当电池本身的温度因其它异常问题达到75度时,温度开关动作,达到过温保护,当温度下降时,自动恢复。
5)18650锂离子电芯/18650/2000mAh/3.7V BAK cell(长寿命电芯)。
6)场效应管(MOSFET):MOSFET管,在保护电路中起开关作用,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,保证电压稳定。
7)探地雷达测试仪备用电源方案设计原理图:


 
三、探地雷达测试仪备用电源实现图:




 
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