便携式环境测试仪电源电路设计

便携式环境测试仪电源电路设计

系统工作时间与电池电量成线性关系， 而电量与电池端电压为非线性关系。图2 所示为本系统所用电池在2 000 mA 恒流放电的情况下， 电池端电压与电量的关系曲线， 其中横轴为电池电压， 纵轴为剩余电量相对于总电量的百分比。根据此曲线， 在MCU 软件中拟合一个电压与电量关系的数据表， 同时设置10 V为告警电压; 系统可以实时查询诸如电池电压、电流、剩余电量、估计供电时间等信息， 并同时仿手机做成3段式显示， 使上位机全面掌握电池状态， 决定控制策略， 从而提高系统运行可靠性。MCU 软件使用KeiluV2 软件开发， 上位机软件使用LabWindow s 软件开发。MCU 除完成电量查询相关功能， 还要完成报警与显示功能; 上位机软件同时要完成环境参数的相关采集与处理。

3  系统测试

　　将该电路应用到实际系统并进行测试。外部电源为DC20 V， 测试内容及测试结果如下:

　　( 1) 充分放电后进行测试， 5. 1 h 完成充电， 理论充电电流2 000 mA， 理论时长4. 8 h， 基本正常;

　　( 2) 所有数据读取正常， 报警及显示功能正常;

　　( 3) 各电压值均在指定范围内， 误差低于 2 %，测试波形稳定;

　　( 4) 2 A 额定电流工作， 各种芯片温度正常， 系统工作正常;

　　( 5) 充满电后， 可以连续使用约4 h;

　　( 6) 外部电源供电时效率约为85 %， 电池供电效率约为90 %。

　　经测试， 该电路在性能上完全满足要求， 并同时可以做到对电池状态准确和实时了解。

4  结束语

　　本文从实用角度出发， 设计了一种基于硬件架构和软件控制的便携式设备智能电源模块解决方案。该方案充电速度快、充电电流易调、成本低。实验和测试结果表明， 该方案完全能够满足系统需要， 并且该电源模块具备可见性、可控性和节能性。由于该电路软硬件均具有可裁剪性， 所以该电路适用于各种便携式嵌入式系统等对体积和重量要求较高的应用场合。