锂电池性能及安全性测试方案

锂电池的控制保护电路如图2所示。正常充电时，P+，P-端接充电器。MOS开关T2打开，T1关闭。充电电流回路为：P+>>B+>>B->>D2>>T1>>P-。正常放电时，P+，P-端接用电设备，如手机。T1打开，T2关闭。放电回路为： B+>>P+>>P->>D1>>T2>>

N6705B的任意波发生器功能，通道1模拟电池电压的上升和下降序列，检测电流变化，示波器功能同时记录电压电流变化，可测试充电过压保护电压及响应时间、保护撤销电池电压及响应时间。

通道1模拟电池电压的下降和上升序列，检测电流变化，使用示波器功能同时记录电压电流变化，即可测试放电欠压保护电压及响应时间，保护撤销电池电压及响应时间。

设置通道2的最大电流为6A，并使用N6705B的示波器功能，记录电流波形，即可测试出过流保护响应时间。

设置通道1的最大电流为4A，并使用N6705B的示波器功能，记录电流波形，即可测试出过流保护响应时间。

短路测试需要电源提供极大的峰值电流，N6700平台高功率模块提供最大50A电流，短路响应时间非常短，通常都在百微秒级别。

N678x SMU或安装2μA选件的N6762 模块都具有nA级别电流测试能力，可以轻松实现保护电路板μA级别电流的测量。

充电宝工作原理框图如图7所示。

图7 充电宝工作原理框图

两通道电源+负载实现DC/DC一体化测试如图8所示。在源端注入特定幅度频率的纹波噪声，同时在输出端测量纹波的幅度值，并计算纹波抑制比。

图8 两通道电源+负载实现DC/DC一体化测试图

测试DC/DC电源的各项指标：

?完整的两象限工作状态，可以作为电

子负载使用

? 100kHz任意波形带宽，可以生成所

需要的任意波形电压、电流波形、脉

冲、噪声等信号

? 200kHz采样率，作为电子负载，直

接观察输入电压、电流波形

?低电压状态下工作正常，无导通电压

要求

APS是市场上功能较为强大的直流电源设备，具有众多特性：

?体积小，速度快，输出/测量精度高

?低输出噪声，以80V电压型号为例，纹波噪声峰峰值13mV，有效值1.5mV。

?两象限工作能力，可作为电源或电子

负载使用

?无缝量程切换功能，同时测量mA到

几十A电流

?电压电流的长时间数据记录功能

?电压电流短时间波形采集功能

?电压电流的输出波形编辑功能

?电压电流波形的捕捉和回放

?多种触发/保护功能，灵活的功率配置

N69xx与N79xx APS电源主要性能对比如表2所示。N6900A主要针对高性能的供电应用，N7900A除了高性能供电之外，提供高性能的测量。

表2 N69xx与N79xx APS电源主要性能

APS电源的双象限工作模式是通过外接功率耗散器，实现电源与电子负载功能的无缝衔接。功率耗散其单元直接与电源连接，实现电流的全量程吸收，所有控制由电源端实现，不需要额外的编程控制接口。2kW电源可以连接两个功率扩散器，实现电源与电子负载功率匹配。还可以实现电源与电子负载功能的无缝衔接，与真实电池性能一致，充放电可自由转换。一体化的电源与电子负载集成方案，可以对正负电流进行直接测量，可以累积计算冲电量和放电量。使用APS模拟蓄电池进行PCU测试，测量评估PCU硬件对电池充电/放电管理性能。当前，大部分客户采用的电源是以负载和开关切换的方式模拟电池，无法实现充放电无缝切换。APS电流源可以实现双象限工作，提供更加真实的模拟电池充放电特性。

问答选编

问：相比传统的锂电保护测试方案，创新在于哪里？

答：常规的电池保护测试，必须配合直流电源、电子负载、示波器、电流探头、大电流开关、万用表等很多类型设备完成。现在这个方案通过内置电源和负载，电压、电流数值化仪，以及本身非常高的输出精度和测试精度，可以极大的简化测试系统的复杂度，测试效率和测试重复性等。

问：测试的性价比如何？汽车电池能测吗？

答：N6705主要是小功率电池测试，集中在手机电池和其他移动通信产品电池的充电。这主要是受电源模块输出功率的限制。如果需要对大功率电池进行测试，可以使用我们更大功率的电源产品，如N6700/N7900系列APS电源，功率范围在1000W~2000W，可以支持串并联扩充输出范围，同样具备两象限工作能力，可以对电池进行充放电测试。

问：在测试设备终端启动时对电源输出的影响有哪些？

答：这是N6705的一项功能，由于带有示波器功能和触发功能，可以测量待测件启动时浪涌电流的幅度和持续时间。另外也可以作为电源，产生不同供电波形，例如直流供电上叠加交流干扰，或者瞬间掉电，测试被供电设备对于电源干扰的抵抗能力。

问：请问锂电池的安全度如何？

答：想用这种电源进行电池或电芯仿真，若使用APS进行电芯的仿真，模拟可以进行充电、放电无缝切换的电芯特性，实现电池保护控制电路的性能验证。而且仿真电池或电芯时，可以提供响应速度非常快的过压，过流等保护，通常在μs级别，达到保护非常昂贵的电池供电器件的保护，避免出现损坏的情况。

问：N6705可以作为一台示波器使用吗？

答：N6705 主要用于测试电源