电池容量计的一种实现方法

3.7工作电源部分

　　电池容量计不同于其它仪器的是它只能使用电池作为电源，而由于电池电压的变化及波动，直接使用显然是不合适的，为此必须由电池引出产生二次电源。

　　首先霍尔器件需电源±12V，电路控制计数等部分也亦借用±12V，另外我们考虑到为了使容量指示更直观清晰，其最大电压范围应大些，同时也能充分利用其电压表有效指示。其电压表范围为40V，而电池电压最高为30V，故设定容量指示最大指示为28V，这就需要电源电压为30V。

　　由于电池起动时有大电流放电，使电压波动十分厉害，约15～30V，为适应其变化，同时减小容量计自身功耗，提高效率，设计全部采用开关电源。

　　首先＋12V的获得是采用LM2575降压调整器，该芯片输入电压可达40V，固定振荡频率52kHz，电压、电流调整率较好，适应容量计的要求。

　　－12V是利用＋12V为输入，通过34063DC/DC变换器加以变换而成。这样损失了部分功率。我们原设计用M2575HV（输入电压60V）由电池电压直接引入，但由于60V的LM2575HV未能买到，只得作罢。将来如有批量，可定货。好在－12V功率有限，损失较小。　　30V一组电源，其电压高，电流小，如采用普通DC变换器如2575或其他器件，体积过大，且磁心元件等都大为浪费，得不偿失。故我们在设计中一直在寻找简洁的方法，最后经试验决定利用555振荡器升压并采用倍压整流的方法将12V提升至30V，效果极好，见图6。

4产品的设计与计算

4.1电压/频率关系的设定

　　电压0～10V对应频率0～10kHz

图6 30V电源原理图

　　电流0～1000A对应电压0～10V

　　这几个值的选取，综合考虑了霍尔元件、放大器、F/V转换设计的最佳值及试验样机的需要。

4.2计数位数

　　4020－14位4516两片共8位，加起来为22位，仅采用21位，其计数个数为：

　　221=2.097152×106。

　　对10kHz的计数时间

T=(221×1/104)秒=3.49分。

　　当10kHz对应1000A时，对45Ah电池来讲

T=C/I=45/1000=0.045h=2.7分3.49分 ，

可见计时已够，满度计时安时数为

(221×1/104)×1000/3600=58.25Ah。

4.3误差的计算

　　前14级计数时间为△T=214，总计时为T=221,相对误差△T/T=214/221=0.78％。

　　可见前14级误差极小，尚不足1％，且其仅在做减法时一次性出现，可以忽略。故采用一片4020代替三片4516是合理的。

5性能测试结果

　　整机测试，条件为充放电流15A，电压（代表容量）指示满容量为28.002V，电池容量放尽后，电压（代表容量）指示为0V，指示容量与实际容量误差为3％，符合设计要求。

6结论

　　在输出容量等于输入容量乘以损失系数的模式下，本文以电动车为使用对象，对输入取样、绝对值放大、压频转换、显示及工作电源各部分作了深入细致的阐述，进行了非常有益的探索，是目前计量电池容量的有效方法之一，适用于无记忆效应、性能相对稳定的电池。