仿真了一个电池内阻测量电路，改天做出来。

回路师

模拟软件是LTspice XVII ，临时找的，要求就是软件体积小、免费，电路如图。

正弦信号源随意，用文氏桥、用DDS、用单片机DA都可以，手头上这3样我都有现成的。目前倾向用STM32的DA来做。
频率定的是1Khz，如果是文氏桥信号源，那么低通可以省掉。
R6、R5实际电路里是电位器（这个软件好像不能用电位器实时条电阻值。），调节信号有效值到1V，这样输出就是1V/10欧（R8）=0.1mA（有效值）。
以前工作中用过AD712，看到软件有就直接拿来用了，其实这个电路LM324应该都可以。

用大功率的运放做交流恒流源，软件自带的运放很多，偏偏把大功率的都跳过了，好不容易才找到一个可以仿真的输出电流200mA的LT1886。


之后是2级放大，最后是峰值保持，顺道做了0.7071倍衰减（正弦波有效值=峰值*0.707）最后输出的电压数值正好是电池内阻的2倍。其实既然用了单片机，让单片机去算也可以，这里是为了看最终效果。

软件自带的电池模型可以设置内阻，我从100毫欧到5毫欧都试了一下，模拟结果没有问题，符合理论计算。




下图是波形和几个关键点的电压，看RMS值就行，第一个是电流值（100mA）、二个是放大200倍后的值（测量5毫欧，5*0.1*200=100mV），第3个是最终的直流电压值100mV 。
有个遗留问题是输出直流电压（Vout3）有纹波，不知道是软件仿真的问题还是实际也会这样，好在纹波幅度不大，才0.3mV。

软件仿真上就这样了，改天选个吉日，不做PCB，直接洞洞板开工。





PS：其实一开始是用论坛的555+317方案测电池内阻，但发现自己手头上的万用表不给力，测量的不是真有效值，而且交流毫伏档也有问题。最开始是做个信号放大电路（就是上图里的200倍放大）配合一下，好用伏档可以测。结果做好（确实做出来了，不过用的是2个op07）后就想既然放大电路都有了，要不就把信号源也做了，于是在做之前就有了上面的仿真过程。

hanbaoju

好文章，将洞洞板的三维图也发个吧，楼主

qrut

输出必须有纹波啊，c3 c7适当加大一点可以改善，或者多并几个小电容～

icespirit

期待楼主的套件

邓穿石

楼主是高手，欢迎常来，多发文章。期待实物结果。

qlkf

qrut 发表于 2019-12-11 19:47
输出必须有纹波啊，c3 c7适当加大一点可以改善，或者多并几个小电容～

这个才是真博士，每次回答人家的我都不懂，唉！才疏学浅啊

xixia001

纹波应该是通过R14窜到输出端的
同相输入的峰值检波器应该没有这样的问题

camell

为什么要大电流，电化学电抗测量一般采用小交流，楼主采用不同方法能否阐述独特性

回路师

camell 发表于 2019-12-12 01:45
为什么要大电流，电化学电抗测量一般采用小交流，楼主采用不同方法能否阐述独特性 ...

100mA还大啊？论坛里555+317的方案就是100mA，我就照做了。这个电路最开始我没找到大功率运放时就是用普通运放输出20mA，仿真也没问题。


但我真不认为100mA大，航模用的锂电池内阻几个毫欧，电流小了不好测，而且带测内阻的航模充电器你猜人家用多大电流测内阻？5A。

回路师

camell 发表于 2019-12-12 01:45
为什么要大电流，电化学电抗测量一般采用小交流，楼主采用不同方法能否阐述独特性 ...

另外，我搜了一下“电化学阻抗”感觉你说的和一般玩电池说的电池内阻不是一回事。

camell

回路师 发表于 2019-12-12 09:40
100mA还大啊？论坛里555+317的方案就是100mA，我就照做了。这个电路最开始我没找到大功率运放时就是用普 ...

截屏来的：
1）因为锂电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给锂电池施加一个固定频率和固定电流（目前一般使用1kHz频率、50mA小电流），然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该锂电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂电池测量时间极短，一般在100毫秒左右。这种测量方法的精确度也不错，测量精度误差一般在1％～2％之间
2）测试电流为50mA,或者交流信号流过电池时,在电池两端产生的电压降不得大于20mV
3）你的问题很新颖,还没注意到这个,你找一下卖电阻测试仪的,看说明书之类的应该提供,应该很小,最多是毫安级别的,甚至是微安
4）要具有客观性,应尽量用较小的信号电流进行内阻测量,根据实验,测量电流小于或等于0.05C10,幅值约为0.01C10-0.05C10(其中C10为10小时放电率下蓄电池的容量
100ma已经是对电池充放电了

回路师

camell 发表于 2019-12-12 15:08
截屏来的：
1）因为锂电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给锂电池施加一个固定频率和固定电流（目前 ...

那我就再去看看。

电流减小到10mA应该没什么问题。就是测试时间100ms那这个电路就只能给单片机用，不能用万用表看了。




我昨天刚翻出来一片AD620，还想这里用不到。要是减小到10mA，这下就用的上了。
软件里没有AD620，但有好几种其它同类的仪放，先用AD推荐的AD620的替代型号AD8422试一下，然后是LT1920，都没问题。
电路如图，对提高精度应该会有帮助。

maithon

不那么好做的，放大200倍，直流耦合，光飘移就够喝几壶了。

回路师

maithon 发表于 2019-12-12 18:00
不那么好做的，放大200倍，直流耦合，光飘移就够喝几壶了。

还好吧，你看我前面说了，最早就是把放大实际做出来了，才打算做其它的。以前工作就是搞自动化测量，放大电路搞过一些，10到1000倍自动换挡的也做的。选好运放，算好参数，处理好电源就行。

camell

AD5933参考一下

回路师

camell 发表于 2019-12-12 23:57
AD5933参考一下

我手头上是AD9833，以前工作用剩的。
不过不用，我就要1个1khz的正弦信号，上DDS浪费。stm32合成的足够了。

icespirit

回路师 发表于 2019-12-13 09:55
我手头上是AD9833，以前工作用剩的。
不过不用，我就要1个1khz的正弦信号，上DDS浪费。stm32合成的足够了 ...

看楼主兴致不减，推荐你看下18650锂电池内部结构，https://batteryuniversity.com/le ... internal_resistance

hanbaoju

楼主 套件出来了吗   做没做制板文件？

回路师

icespirit 发表于 2019-12-13 19:28
看楼主兴致不减，推荐你看下18650锂电池内部结构，https://batteryuniversity.com/learn/article/how_to_ ...

他并没有讲18650的内部结构，那只是个电路模型。别的地方一样能看到。
从902到907重点看了一下。都是原理性的讲解，甚至不包括具体的参数，比如交流信号虽然说了频率，但从来不说电压、电流是多少。剩下的就是不听吹嘘自己的算法如何厉害，设备如何方便。

唯一有价值的就是907里在频域上对电池内阻进行了扫描，说明高频下测量内阻对分别电池好坏帮助不大，但不知道是否具有普遍性。因为他们自己也一直强调锂电池受厂家工艺的影响，不同型号的个体见差异很大。

lvnengbing

楼主怎么联系你？最后实物做出来了吗