应用于电池容量测量的电路

电池和能量电池会随着老化而失去容量。如果电池或电池的容量过低，我们的设备也可能很快停止工作。我们可以使用图 1 中的电路来测量电池的放电时间。该电路使用机电时钟和 DVM(数字电压表)。测试前电池应充满电。该电路以固定电流对电池进行放电，并测量电池从 100% 放电至 0% 所需的时间。

图 1 机电时钟指示电池的放电时间。

例如，如果制造商对电池的容量进行评级，并且我们以等于容量 0.1 倍的恒定电流对电池进行放电，则电池从充满到耗尽大约需要 10 个小时。NiCd(镍镉)或 NiMH(镍金属氢化物)电池的制造商将放电结束电压定为 1V。此时，电池正在使用 0% 的容量，处于平坦状态，需要充电才能进一步运行。如果此过程花费的时间少于 10 小时，则电池的容量低于电池制造商的额定值。

在测试电池之前，请使用充电器将其充满电。向电路施加 12V dc 并使用电位器 P 2在 IC 1B的引脚 6 上设置 1V 的电压。将时钟设置为 12:00。一个 AA 尺寸的 1.5V 电池通过继电器开关 S 3为时钟供电。

当我们按下瞬时按钮开关 S 1时，被测电池开始通过晶体管 Q 1和电阻器 R 1放电。使用电位计 P 1设置放电电流。运算放大器 IC 1A使电阻器 R 1两端的电压保持恒定，从而提供稳定的电池放电电流。设置 DVM 以测量直流电压并测量 R 1两端的电压。显示屏以安培为单位显示放电电流。例如，0.25V 对应于 0.25A。由于初始电池电压高于 1V，运放 IC 1B的引脚 7为高电平，晶体管 Q 2亮，并且 DPST(双刀单掷)继电器线圈处于活动状态。继电器触点开关 S 2关闭并绕过启动按钮开关 S 1，从而保持放电过程处于活动状态。闭合继电器触点开关 S 3让时钟保持时间。

当电池的电压等于放电结束值 1V 时，IC 1B的输出变低并停用继电器线圈，停止放电过程。时钟也停止了。要获得电池的容量，请将设置的放电电流值乘以经过的时间。如果放电电流值较小且电池放电所需的时间超过 12 小时，则必须在开始测试后每 12 小时检查一次该值，并记住 1 到 12 小时的圈数。

该电路还可以让我们估计我们使用的电池或电池的自放电率。将电池充电至其容量的 100%，并根据此程序测量电池容量。再次为我们的电池充电，存放一个月，然后再次测量电池容量。这两个值之间的差异是每月的自放电率。

如果我们将电池堆叠在一起，我们应该提供一个高于电池放电终止电压的参考电压。如果电池电压高于 12V，请使用更高的电压值给电路供电。此外，参考电压值应高于电池的放电终止值。包括晶体管Q 1和电阻器R 1的放电路径的规格应符合更高的放电电流要求。

该电路适用于任何化学成分的电池或电池，包括镍镉、镍氢、铅酸和锂离子。我们还可以使用该电路来测量不可充电电池的实际容量，例如 AA 碱性电池。在这种情况下，放电电池的电压应等于设备的最低电源电压。已通过测试的电池不适合继续使用，但我们可以使用其容量信息来估算相同类型和制造商的电池的容量。