利用吉時利2400系列數字源表進行電池充放電的測試過程分析

隨著電子技術的發展，電池被廣泛用于移動電話、聽力器、電子工具，甚至衛星上。根據電池所使用的不同行業，其測試也根據其化學特性、尺寸、特殊用途而有所區別。二次電池（可充電電池）一般需要進行放電－充電測試過程。二次電池的放電特性是其容量和壽命的重要指標，在產品測試過程中，進行充放電可用來確保其質量，同時應保證測試電池不被短路。

典型的電池充放電測試應包括程控電源、電子負載、電壓表、電流表。而Keithley吉時利2400系列數字源表由于可激勵并測試電流和電壓，故僅一臺儀器便可完成測試過程，從而節省了空間和編程時間。

測試原理：

二次電池根據不同應用可采用不同方法進行充放電測試，本文采用恒壓或恒流方法。

使用恒壓方法，程控電壓源提供一固定電壓，該值與電池電壓相等。電壓源的電流可限定為一安全充電電流值。當電池充滿時，電流會降低直至為零（或近似為零）。出于對電池安全考慮，不要過量充電。過量充電使電壓低于一規定的限值，會增長充電時間或損壞電池。

采用恒流方法，程控電流源可提供一額定的電流。電流源將連續對電池進行充放電直至其到達一電壓值。

可用恒流方法來定義電池容量（C）。該容量是電池流出電流對時間的積分，從t=0開始到規定的cut-off電壓為止。表達式為：C=∫ tid t，其單位為安培小時，同時注明負載電流。如：500mA.hour的電池，在50mA下放電，并放電至0.1C（或C/10），500mAh@50mA的電池，可給10mA的負載供電50小時。影響電池容量的因素包括電池尺寸、化學物質、溫度、放電比率等。

測試過程：

把源表作為恒壓源進行充放電使源表處于恒壓方式，可同時測試電流或電壓。電壓源可根據電池要求設定到所要求的值，鉗位電流值也可適當設定。當源表使電池充電或放電到達相應的電壓值，該儀器便處于電流鉗位狀態，直到電池達到所要求的電壓。

把源表作為恒流源進行充放電

當源表處于恒流時，可同時測量電壓/電流。首先對該儀器進行電流輸出的設定。當充電時，采用正電流；當放電時，使用負電流。其鉗位電壓也可進行適當設定。

在充電方式下，鉗位電壓設定成電池電壓，源表作為恒電流輸出，直到到達設定電壓值。在該點時，儀器將處于鉗位狀態，而變成恒壓源。在放電方式下，鉗位電壓應高于電池電壓。如果其低于或等于電池電壓，源表將鉗位而使電流變大。

放電過程自動測試：

由于充放電過程需持續幾個小時，故用計算機程控源表自動完成測試。

使用脈沖電流進行充放電

在手機及尋呼機中，二次電池在使用中其負載電流為數字信號，故電池要求采用脈沖電流方式進行充放電。

用2400系列源表來產生脈沖電流

例1：產生脈沖電流并監控電壓

該例中，電流峰值為-1A（6.7ms），休眠電流為-0.2A（13.3ms），間隔為20ms。在該例中，對電壓進行監控，并與設定值進行比較，一旦電壓到達規定值，輸出電流便關掉。