概述

可充電電池或二次電池常用來取代電子設備，如筆記本電腦、視頻游戲控制器、手機、數碼相機和遙控器中使用的一次性電池。為了改進或取代現有電池技術，研究人員正在研究延長電池壽命同時降低充電電池成本的方法。常見的可充電電池種類包括鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池。通常利用放電和充電循環來對二次電池特征進行測試。循環測試提供電池的有關信息，如內部化學物質、容量、可用周期數及壽命。在生產測試中，往往通過充電/放電循環來驗證電池的性能指標，并確保其沒有缺陷。

典型的電池充電/放電測試設置通常包括可編程電源、電子負載、電壓表和電流表。這些系統需要眾多軟件和硬件配置，以實現工作測試臺中所有儀器的同步。而多功能數字源表的出現，*解決了以上難題。S型數字源表集合電壓源、電流源、電壓表、電流表、電子負載的功能于一身，支持四象限工作，可作為源或負載。廣泛用于各類精密器件的測量。S型數字源表具有拉/灌電流以及測量電壓和電流的靈活性，使得它們非常適合電池的電流循環方案，只需一部S型源表而非整架設備。

電池充電/放電

恒定電流充電和放電的速率定義為電池容量，即電池可以存儲的電荷數量。電池容量由可用毫安小時(mAH)來說明，應當用放電或負載、電流來表示。在1小時內對整個電池進行放電時的放電電流稱為C速率。例如，額定1000mAH的電池，如果以1C速率放電，那么它在1小時的輸出即為1000mA。如果500mAH電池在50mA時放電，然后以C/10(0.1C)速率放電，那么它可以作為50mA源供電10小時。

測試說明

   對于充電和放電循環，S型觸摸屏數字源表可以配置為源電壓并測量電流。下圖給出簡化的充電和放電循環電路示意圖。

   電池充電通常使用恒定電流。利用數字源表可以實現充電，即把它作為電壓源，設置電池額定電壓，并設置期望的充電電流,作為電流限幅。測試開始時，電池電壓低于數字源表儀器的電壓輸出設置。因此，在這個壓差作用下，電流立刻達到用戶定義的電流限幅。當達到電流限幅時，數字源表儀器就作為恒流源，直到達到設定的電壓電平。隨著電池*充電，電流將下降，直到達到零或接近零。為了預防安全隱患或損壞電池，必須注意不要過度充電。

   當電池放電時，數字源表作為阱，因為它消耗電能而不是提供電源。將數字源表儀器電壓源設置為低于電池電壓，電流限幅設置為放電速率。當輸出啟用時，電流從電池流入數字源表儀器的高電平端口。因此，電流讀數將是負數。放電電流應當保持恒定，直到電池電壓下降至數字源表儀器的電壓源設定值。

與電池連接

   為了建立測試，需將S型觸摸屏數字源表與電池進行連接，如下圖所示。將儀器端口與電池進行4線或程控檢測連接，以可以消除引線電阻的影響。這樣，測得的電池電壓盡可能接近其端口電壓。

數字源表儀器的Force HI和Sense HI輸出端子與電池(+)端子相連，其Sense LO和Force LO輸出端子與電池(–)端子相連。當數字源表輸出關閉后，確保其設置在高阻抗(High Z)輸出關閉狀態。選定高阻抗(High Z)輸出關閉狀態，當輸出關閉時，將開啟輸出繼電器。這將防止輸出關閉后電池出現泄漏。要將輸出關閉狀態設置為高阻抗，首先按壓MENU按鍵，然后選擇源設置，在選擇高阻抗，最后按壓HOME按鍵。

自動放電循環

電池的充電和放電循環通常需要幾個小時，因此自動化測試非常重要。利用儀器的任何通信接口(GPIB、USB或以太網)，都可執行測試。程控通信接口的后面板連接位置如下圖所示：

為實現充電和放電，應當對數字源表儀器進行設置，執行以下步驟：

1. 設置4線配置測量。

2. 設置數字源表儀器測量電流，使得用戶可以監視負載電流。

3. 使用高阻抗輸出關閉。當Output（輸出）關閉后，這個輸出關閉狀態將開啟輸出繼電器。這將防止電池連接后輸出關閉時電池出現泄漏。

4. 設置數字源表一起的輸出電壓。即使儀器設置為輸出電壓，它仍將在恒流模式運行，因為在達到期望電壓之前，它將處于電流限幅之內。對于電池充電，VS > VB。對于電池放電，VS < VB。

5. 開啟電壓源回讀功能，使得電池充電或放電時，數字源表電壓能夠測量電池電壓。

6. 將電流限幅設置為電池充電或放電的電流水平。這是測試的負載電流。

7. 回讀負載電流、源回讀電壓以及相應的時間戳。

8. 監視電壓，直到電池電壓達到期望的電壓電平，并停止測試。

除了通過總線監視讀數，在測試過程中，S型數字源表還能同時通過用戶界面，顯示負載電流、電池電壓以及經歷的測試時間。請看在S型儀器顯示屏上呈現的大字體、易讀測量結果

結束語

S型觸摸屏數字源表是對可充電電池的充電和放電循環進行測試的理想工具，因為它具有精確地4象限、高功率輸出，能夠精確地測量電流和電壓。利用單一儀器進行電池測試，不僅簡化測試設置，縮短編程時間，而且節省機架空間。