Как сделать устройство теста аккумуляторов 1.5-5V 10-500mAh?

[apprentice]

Имеется USB самописец, регистрирует аналоговые сигналы -10..10В.

Хочу на его основе создать построитель кривых разрядки (Напряжение - Время) для аккумуляторов с параметрами 1.5-5V 10-500mAh, при заданном токе разрядки (0.5-50mA).

Интересует схема такого устройства (в частности схема регулируемого потребителя постоянного тока : пробовал подключить в качестве нагрузки потенциометр 1кОм, и снимать напряжение с него, но сила тока в цепи постепенно падает почему-то... )

[serg_ns]

но сила тока в цепи постепенно падает почему-то... )

Типа, пошутил?

[orinoko]

Вот предлагаю схему канала разряда для проверки батареек/аккумуляторов. Представляет собой источник регулируемого тока. Это часть уже давно работающего изделия. Для вас, уважаемый ТС, это как бы направление. Так как для вашей задачи требуются некоторые изменения номиналов и возможно схемотехники. С другой стороны, судя по всему, вы не знаете два главных ответа для своей задачи:
1. Закон Ома для участка цепи. Он для вас незнаком или непонятен.
2. Следует из первого. Почему же всё таки ток постепенно уменьшается, если к элементу питания подключить резистор?

[apprentice]

Спасибо за схему. Пока что я придумал только такую:



По поводу падения силы тока в цепи - к сожалению причину понять не могу(

Ведь, согласно статье http://radiokot.ru/start/analog/basics/061/ источник напряжения можно заменить источником ЭДС + внутренним сопротивлением источника напряжения (Rвнут).

Следовательно, при подключении к источнику напряжения моего потенциометра сопротивлением (Rп), общее сопротивление цепи "Источник ЭДС - Внутреннее сопротивление источника ЭДС - Потенциометр" равно:

Rоб = Rвнут+Rп

а следовательно сила тока в цепи должна быть постоянна:

I=Uэдс/Rоб

Тогда почему она падает? Из-за изменения внутреннего сопротивления вследствие нагрева батарейки?

[ublhjnt]

а следовательно сила тока в цепи должна быть постоянна:
I=Uэдс/Rоб Тогда почему она падает?

Ещё чуть-чуть напряги мозг и изобретёшь вечный двигатель.
(Читай статью внимательно).

[orinoko]

Уважаемый apprentice, в связи с чем вы считаете, что со временем у батарейки Uэдс и Rвнутр являются неизменными. Укажите ваш первоисточник. А вот пример я нагуглил за 10 секунд (время набора запроса) http://ege.yandex.ru/mathematics/question/B2/15, а вот готовое изделие http://www.yarst.org/BAr.htm с примерами. Изучайте. Если ещё что-то поискать за вас, говорите, побудем за вас гугл-интерфейсом.
И вопрос к вашей схеме - каким образом будет происходить стабилизация разрядного тока? Или вы сами будете сидеть пару часов в качестве регулирующего элемента?

[apprentice]

И верно, если Uэдс и Rвнут изменяются со временем, тогда напряжение на выводах аккумулятора будет падать, а с ним и сила тока, так как в цепи лишь потенциометр.

Согласен, сильно туплю ((

По поводу стабилизации тока в моей схеме - я надеялся что полевой транзистор сам будет стабилизировать ток через себя, предположив что раз он в открытом состоянии умеет стабилизировать ток, то и в других состояниях тоже будет это делать.

Способ стабилизации тока с помощью полевого транзистора подсмотрел по этой ссылке: " http://www.chipdip.ru/video.aspx?vid=ID000291759 0:10 ", (или в книге "Занимательная микроэлектроника" изд. "БХВ-Петербург" 2007г стр 64-65).

Я сделал Multisim-анализ силы тока в цепи в с тестируемым аккумулятором, при изменении напряжения аккумулятора с 1 до 3 вольт.

Почему-то при открытом транзисторе сила тока с падением напряжения уменьшается:



А при работе транзистора в режиме усиления - сила тока постоянна:



как это понимать, разве должно быть не наоборот?

Сейчас изучаю схему, приложенную orinoko

[orinoko]

А теперь внимательно смотрим на схему с вашего видео с 0:53

[apprentice]

Посмотрел схему с видео и вашу, ув. orinoko схему.

Последнюю схему построил в Multisim, с следующими изменениями:

1) Среди компонентов Multisim не нашлось транзистора IRL3502/TO, использовал IRL3303S (первый попавшийся)
2) Заменил DAC-микросхему аналоговым выходом с USB самописца (надеюсь ничего важного не удалил вместе с ней??)
3) В связи с тем что собираюсь тестировать аккумуляторы при падении на них напряжения максимум до 0.75V при максимальном токе разрядки до 50mA повысил сопротивление резистора R4 до 10 Ом.

Картинку со схемой прикрепил к сообщению.

Схема работает: например, при данных параметрах компонентов и текущем напряжении V3 меняя положение ползунка потенциометра можно получить от 0.198мА до 0.1А тока в цепи с тестируемым аккумулятором, при этом если выставить ток, к примеру, 0.25 мА, то при падении напряжения на аккумуляторе с 3В до 1В сила тока в цепи с аккумулятором не изменяется (это все судя по результатам виртуального моделирования).

Остаются непонятными несколько вещей:
1. Зачем в схеме конденсатор C1 (в схеме orinoko обозначается С2) ?
2. Не зря ли я удалил компоненты C1,C9,L1 из схемы orinoko?
3. В ближайшее время займусь заменой компонентов из схемы на те которые смогу достать. Скорее всего, запитать усилитель я смогу напряжением лишь +5..-5В (собираюсь использовать блок питания компьютера, выводы +12..-12В есть далеко не у всех), а значит транзистор должен открываться при меньшем напряжении смещения. На какой транзистор следует ориентироваться, чтобы потом подобрать остальные компоненты? В Multisim очень много транзисторов, вполне может оказаться так что случайно выбранный транзистор я нигде не смогу достать (IRL3303S, например, в основном предлагается под заказ).

[orinoko]

Остаются непонятными несколько вещей:
1. Зачем в схеме конденсатор C1 (в схеме orinoko обозначается С2) ?
2. Не зря ли я удалил компоненты C1,C9,L1 из схемы orinoko?
3. В ближайшее время займусь заменой компонентов из схемы на те которые смогу достать. Скорее всего, запитать усилитель я смогу напряжением лишь +5..-5В (собираюсь использовать блок питания компьютера, выводы +12..-12В есть далеко не у всех), а значит транзистор должен открываться при меньшем напряжении смещения. На какой транзистор следует ориентироваться, чтобы потом подобрать остальные компоненты? В Multisim очень много транзисторов, вполне может оказаться так что случайно выбранный транзистор я нигде не смогу достать (IRL3303S, например, в основном предлагается под заказ).

Отвечаю по порядку (по своей схеме)
1. С2 нужен для прекращения автоколебательного процесса. Был установлен и подобран уже в момент отладки устройства.
2. С9, D1 - это элементы фильтра питания DAC, поэтому вам они не нужны. С1 как бы не очень и нужен, но с ФНЧ на выходе DAC мне как-то спокойнее.
3. Транзистор вам естественно нужно искать с низким напряжением открывания.

И ещё я бы посоветовал усилить доп. операционником сигнал шунта. В симуляторе разницы вы не увидите, но на практике это улучшит точность установки тока.
У меня такой транзистор (IRL3502) был выбран из-за малого сопротивления открытого канала, так как требуется по условиям испытания элементов проверять их большим током разряда (до 2 А). Малые токи разряда не всегда показывают реальную картину. Элементы одного типа могут по разному работать на малых и больших токах разряда. При использовании больших токов гораздо проще и точнее можно измерить внутреннее сопротивление элемента питания, что является немаловажным параметром на сегодняшний день.

[apprentice]

Спасибо за разъяснения.

С каким приблизительно коэффициентом лучше усиливать сигнал с шунта?

Какую роль играет в схеме резистор R3 (у меня R1) - нейтрализация напряжения сдвига ОУ ?

И вот еще что: при нулевой разрядке аккумулятора в цепи с ним присутствует малый ток около 1.5 мкА ( видимо, из-за напряжения на шунте ) - если тестировать перезаряжаемый аккумулятор, и проморгать его полный разряд - он переполюсуется и сдохнет?

[orinoko]

R3 совместно с конденсатором образует ФНЧ плюс ограничивает ток через операционник. Переполюсовки никак не может произойти - там неоткуда взяться обратному напряжению. И 1,5 мкА - это не так много, устанешь разряжать таким током. Коэффициент усиления выбрать таким, чтобы при максимально возможном токе на выходе усилителя было 0,5-0,75 напряжения питания плюсового плеча. Попробуйте посчитать сами. Это 5 класс церковно-приходской школы.