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2022-12-19 点击量：213次
在锂离子电池生产环节中，评定电池容量和性能是其中一个非常重要的环节。从重要用于手机、摄像机、混合动力汽车中的低容量(<10A)，到用于电脑、电动摩托车、电动汽车的中容量(10A-30A)，再到用于电动汽车(30A-120A)的高容量锂离子电池，无一例外，都要进行测试才能出厂使用。
根据ADI公司亚太区精密仪器业务部系统应用工程师李强的介绍，目前业界最常见的做法是对小容量电池采用线性测试设备进行测试，尽管效率低下，精准度也不高，但还是可以接受的。但假如把这种测试设备也同样用于高容量电池测试，那就会在充电阶段消耗大量功率，导致效率低下，而且会给设备硬件设计带来相当严重的热问题。
为此，ADI在专为低、中、高三种容量锂离子电池分容化成设备制定的AD8450/1精密模拟前端与控制器以及ADP1972降压/升压PWM控制器中，摒弃了以往将电池能量放电至阻性负载的线性架构，转而通过使用PWM控制器供应电流，并将其引导回电网或对其他电池充电，实现了高效环保的目的。
测试数据显示，充电模式下，在当电压为3.5V时，20A的效率值为88%，10A的效率值为90%；而在放电模式下，在当电压为3V时，20A的效率值为89%，10A的效率值为92%。除了效率，锂离子电池公司更关心的是成本和可靠性。李强说，市场上锂离子电池测试方法也有分立器件组合方法，可能会用到十个以上的器件。而ADI这套解决方法只用到了AD8450/1和ADP1972两颗芯片，高度集成，设计尺寸大大减小。并且通过将开关频率提高到300KHz、在多个通道间共享成本更低的高精度DAC和ADC、在通道间加入相移同步可减少输入滤波等做法，降低了总系统成本。同时，ADI还为用户供应设计工具和全部参考设计，最大程度降低开发成本和设计难度，缩短开发周期。
ADI解决方法系统结构框图
如何实现多个通道间共享DAC和ADC？
上图包含两种功能：一是对电池充电，二是对电池放电，这由AD8450/1和ADP1972的模式信号决定。每个功能有两种模式：恒流(CC)模式和恒压(CV)模式。两个DAC通道控制CC和CV设定点。CC设定点决定充电和放电两个功能的CC模式下环路中有多少电流。CV设定点决定环路从CC进入CV时的电池电位，同样适用于充电和放电两个功能。
精密模拟前端和控制器AD8450/1利用内部差动放大器PGDA测量电池电压，并利用内部仪表放大器PGIA和外部分流电阻(RS)测量电池上的电流。然后，它通过内部误差放大器和外部补偿网络(用于确定环路功能是CC还是CV)，将该电流和电压与DAC设定点相比较。在该模块之后，误差放大器的输出进入PWM控制器ADP1972，以确定MOSFET功率级的占空比。最后是构成完整环路的电感和电容。本部分的说明针对充电和放电两个功能，因为ADP1972是降压和升压PWM控制器。
本方法中，ADC获得环路电压和电流的读数，但它不是控制环路的一部分。扫描速率与控制环路的性能无关，因此一个ADC就能测量多通道系统中大量通道的电流和电压。DAC也是如此，因而可以使用低成本DAC来设置多个通道。此外，单个处理器只需控制CV和CC设定点、工作模式及管理功能，因而它可以与许多通道接口。
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钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建，并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心，研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向，以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针，力求满足用户独特的需要，从而为用户创造独特的价值。
