摘要：在經濟飛速發展的今天，各種大容量可高倍率放電的電池的需求量越來越多，在使用前，都需要放電測試，而通常的測試設備電流值太小，如何實現大電流恒流放電，同時又經濟、安全、可靠，大電流和小電流放電對電路的要求差別很大，放電回路需要重點考慮。本文針對大電流恒流放電回路進行設計，并對其實際問題進行分析。

    關鍵詞：恒流源  放電

    0 引言

    隨著電池使用的迅速增長，對電池產業化生產及產品質量提出了更高的要求。在電子信息時代，對移動電源的需求快速增長，對高容量、大電流工作的電池的需求越來越大。特殊的大容量可高倍率放電的電池的使用也越來越多。因此電池廠也就需要大電流的電池檢測設備。本文根據電池的特點，設計了放電電流可達50A的放電電路。此電路經濟、實用，簡單、安全、可靠。

    1 恒流放電機理

    此電路需要實現的功能是可以穩定的恒流，放電電流范圍： 1A～50A 分200mA級可設置。要實現這兩個功能，其組成部分應該有控制回路和放電回路兩部分構成。

    1.1 控制回路 放電的方式為恒流放電，根據需要設置電流，根據需要送來的控制數據，對電池放電進行實時控制。電流值從1A到50A可調。要實現50A這么大的電流，考慮管子的選取以及散熱的需求，一路放電回路很難實現，因此采用兩路并聯的放電回路實現，要控制這兩路并聯的回路，根據顯示要求電流并不需要連續可調，可以采用數字電位器9312提供可控的電位給放電回路。

    此電路實現的功能是可以穩定的恒流，放電電流范圍：1A～50A分200mA級可設置。要實現這兩個功能，其組成部分應該有控制回路和放電回路兩部分構成。

    根據實際需要的設定，控制數字電位器9312向運放TL062提供需要的電位。實現放電電流分級設置，每級為200mA。

    1.2 恒流放電回路 如果恒流放電時的電流不夠穩定，對電池的測試有影響，因此恒流源電路采用負反饋恒流源電路，如圖所示，由運算放大器、基準電壓源和大電流MOS管負載組成，它的電流由基準電壓決定，運放電路工作在負反饋放大狀態[1]。MOS管工作在放大區。根據需要對電流值進行預制，采用合適的處理器輸出相應的數字信號，通過數字電位器的基準電壓，壓控恒流源輸出相應的電流，壓控恒流源時閉環負反饋系統，實現恒流，電流需要采樣后經A/D轉換反饋到處理器，處理器根據反饋信號調整控制信號。使用此種負反饋，實際測試時，放電電流測量準確度可達：±（0.5FS+0.3RD）%，實際電流表讀數與顯示測量小數點后一位有效數字相同。

    此壓控恒流源電路采用雙運放和兩個獨立控制的MOS管組成，電流大小由運放的同相輸入端決定，因電流較大故采用兩組獨立工作的電路。在多個電池同時放電時，采用循環采樣的方式，采樣電池兩端的工作電壓和兩路放電電阻上的電壓；電流采用計算的方法獲得，采樣放電電阻的電壓，電流由電壓和電阻計算得到，由于電阻的值不一定很一致，可以采用軟件校準。采樣完成后將數據送回主控制板后對電流進行實時控制。經實驗驗證，此電路穩定性很好，在50A電流放電時每路的電流都很穩定。

    MOS管采用IRF3710，IRF3710參數：RDS(ON)=0.025  ID=57A，V
    GS：±20V。只要采取足夠的散熱措施，IRF3710完全可以滿足需要。要在短時間將電池能量釋放出來，對散熱設備的設計需要充分考慮。MOS管與散熱器之間可以采用導熱絕緣的鋼片，因為此電路是大電流放電，會在短時間內將電池能量以熱能的形式釋放，因此在使用時還需要考慮采用風扇散熱。

    在進行采樣設計時，要考慮到兩路電路很難做到完全對稱，電流采樣采用兩路分別采樣，在10A以下，單路導通，10A以上，兩路同時導通。由于電流很大，不能直接采樣，需要接采樣電阻R13和R28，放電回路的R1和R30的阻值很小，在62mΩ左右，采用鏮銅絲做成，由于此部分不能做到完全一致，因此計算的電流不準，這方面需要通過軟件校準。通過軟件校準后，工作情況良好，達到實際需要和精度要求。

    2 結語

    此回路采用兩個數字電位器實現對放電電流的控制，采用壓控恒流源負反饋電路實現大電流放電功能。使用并聯回路，如果需要更大電流時，可以再并聯恒流源回路。在控制過程中采用需要的處理器，合理設計接口電路和解決散熱問題，就可以使用在各種大電流放電的電池檢測設備中。

參考文獻：

[1]崔玉文，艾學忠，楊瀟.實用恒流源電路設計[J].電子測量技術.2002年第五期：25-26.
李婷婷，李洪波.數控大功率精密恒流源設計[J].通信電源技術.2006年9月.第23卷第5期：35-37.