电池模拟电路的制作方法
电池模拟电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及电路设计领域，尤其涉及一种电池模拟电路。
【背景技术】
[0002]在测试那些需要使用电池供电的设备时，常常不直接使用电池而是使用电子设备(如稳压电源)来模拟电池为设备供电，但常用的稳压电源只能模拟电池的放电模式，并不能模拟电池的充电模式，因为稳压电源不能吸收功率。一些厂家使用可双向工作的开关电源来代替稳压电源模拟电池，双向开关电源工作在充电模式时可以模拟电池放电，工作在逆变模式时可以模拟电池充电。但双向开关电源由于其固有的开关特性，工作时开关噪声较大，并不能很好地模拟电池的低噪声特性，另外，受开关电源响应速度的限制，双向开关电源并不能很好地模拟电池充电和放电模式快速切换的情况，如果通过降低开关电源噪声，大幅提高电源动态响应速度的方法使双向开关电源的特性接近电池特性，则成本较高。
【发明内容】
[0003]本申请所要解决的技术问题是:提供一种工作噪声低、动态响应特性好、充放电自动切换的电池模拟电路。本申请是这样实现的:
[0004]一种电池模拟电路，包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。
[0005]进一步地，所述线性稳压电路包括:电阻R1、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Q1、基准电压源Ul ;
[0006]所述电压箝位电路的箝位端与所述NPN三极管Ql的发射极连接；
[0007]所述电阻Rl的一端与所述线性稳压电路的输入端连接，另一端与所述基准电压源Ul的阴极及所述NPN三极管Ql的基极连接；
[0008]所述NPN三极管Ql的基极与所述基准电压源Ul的阴极连接，集电极与所述线性稳压电路的输入端连接，发射极与所述电阻R2的一端连接；
[0009]所述基准电压源Ul的参考极与所述可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，所述可调电阻R3的调节端与所述基准电压源Ul的阳极接地。
[0010]进一步地，所述电压箝位电路包括:
[0011]电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ；
[0012]所述线性稳压电路的稳压输出端及所述电压箝位电路的箝位端与所述PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接；
[0013]所述PNP三极管Q2的基极、所述电阻R4的另一端、所述基准电压源U2的阴极相互连接；
[0014]所述电阻R5的另一端、所述可调电阻R6的一端及所述基准电压源U2的参考极相互连接；
[0015]所述PNP三极管Q2的集电极、所述基准电压源U2的阳极及所述可调电阻R6的调节端接地。
[0016]本申请将线性稳压电路的稳压输出端与电压箝位电路的箝位端连接，当设置线性稳压电路的稳压点小于电压箝位电路的箝位点时，即可模拟电池。当模拟电池放电时，电源由线性稳压电路的输入端接入，当模拟电池充电时，电源由电压箝位电路的箝位端接入。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【附图说明】
[0017]图1:本申请实施例提供的电池模拟电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]如图1所示，本申请提供的电池模拟电路，包括线性稳压电路I及电压箝位电路2 ;线性稳压电路I的稳压输出端与电压箝位电路2的箝位端连接，线性稳压电路I的稳压点小于电压箝位电路2的箝位点。
[0020]线性稳压电路I包括:电阻R1、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Ql、基准电压源Ul ；电压箝位电路2的箝位端与NPN三极管Ql的发射极连接；电阻Rl的一端与线性稳压电路I的输入端连接，另一端与基准电压源Ul的阴极及NPN三极管Ql的基极连接；NPN三极管Ql的基极与基准电压源Ul的阴极连接，集电极与线性稳压电路I的输入端连接，发射极与电阻R2的一端连接；
[0021]基准电压源Ul的参考极与可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，可调电阻R3的调节端与基准电压源Ul的阳极接地；电压箝位电路2包括:电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ;线性稳压电路I的稳压输出端及电压箝位电路2的箝位端与PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接；PNP三极管Q2的基极、电阻R4的另一端、基准电压源U2的阴极相互连接；电阻R5的另一端、可调电阻R6的一端及基准电压源U2的参考极相互连接；PNP三极管Q2的集电极、基准电压源U2的阳极及可调电阻R6的调节端接地。
[0022]根据图1所示，VCC为线性稳压电路I的输入端，VOUT为线性稳压电路I的稳压输出端，同时也作为电压箝位电路2的箝位端。
[0023]该电池模拟电路模拟电池的工作原理如下:
[0024]用电设备3连接在VOUT与地之间。通过调节可调电阻R3的阻值，可调节基准电压源Ul的参考极上的电压，从而调节线性稳压电路I的稳压输出端电压VI。通过调节可调电阻R6的阻值，可调节基准电压源U2的参考极上的电压，从而调节电压箝位电路2的箝位端电压V2。通过调节可调电阻R3及可调电阻R6使Vl小于V2即可模拟电池。
[0025]当电源由VCC接入时，即可模拟电池的放电模式。由于Vl小于V2，电压箝位电路2无法进入钳位状态，因此，VOUT的电压稳定在VI，实现对电池放电状态的模拟。
[0026]当电源由VOUT恒流输入时，即可模拟电池的充电模式。由于设置了电压箝位电路2的钳位端电压V2，因此VOUT的电压会逐渐升高直到达到所设置的钳位端电压V2，电压箝位电路2进入箝位状态，VOUT的电压稳定在V2，实现对电池充电状态的模拟。
[0027]在实际使用中，只需设置V2稍大于Vl即可模拟电池的充放电模式。基准电压源Ul及基准电压源U2可采用TL431，TL431是一种并联稳压集成电路。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【主权项】
1.一种电池模拟电路，其特征在于，包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。2.如权利要求1所述的电池模拟电路，其特征在于，所述线性稳压电路包括: 电阻Rl、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Q1、基准电压源UI ; 所述电压箝位电路的箝位端与所述NPN三极管Ql的发射极连接； 所述电阻Rl的一端与所述线性稳压电路的输入端连接，另一端与所述基准电压源Ul的阴极及所述NPN三极管Ql的基极连接； 所述NPN三极管Ql的基极与所述基准电压源Ul的阴极连接，集电极与所述线性稳压电路的输入端连接，发射极与所述电阻R2的一端连接； 所述基准电压源Ul的参考极与所述可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，所述可调电阻R3的调节端与所述基准电压源Ul的阳极接地。3.如权利要求1所述的电池模拟电路，其特征在于，所述电压箝位电路包括:电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ; 所述线性稳压电路的稳压输出端及所述电压箝位电路的箝位端与所述PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接； 所述PNP三极管Q2的基极、所述电阻R4的另一端、所述基准电压源U2的阴极相互连接； 所述电阻R5的另一端、所述可调电阻R6的一端及所述基准电压源U2的参考极相互连接； 所述PNP三极管Q2的集电极、所述基准电压源U2的阳极及所述可调电阻R6的调节端接地。
【专利摘要】本申请涉及电路设计领域，尤其涉及一种电池模拟电路。该电池模拟电路包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。本申请将线性稳压电路的稳压输出端与电压箝位电路的箝位端连接，当设置线性稳压电路的稳压点小于电压箝位电路的箝位点时，即可模拟电池。当模拟电池放电时，电源由线性稳压电路的输入端接入，当模拟电池充电时，电源由电压箝位电路的箝位端接入。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104897991
【申请号】CN201510292929
【发明人】施文斌
【申请人】施文斌
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及电路设计领域，尤其涉及一种电池模拟电路。
【背景技术】
[0002]在测试那些需要使用电池供电的设备时，常常不直接使用电池而是使用电子设备(如稳压电源)来模拟电池为设备供电，但常用的稳压电源只能模拟电池的放电模式，并不能模拟电池的充电模式，因为稳压电源不能吸收功率。一些厂家使用可双向工作的开关电源来代替稳压电源模拟电池，双向开关电源工作在充电模式时可以模拟电池放电，工作在逆变模式时可以模拟电池充电。但双向开关电源由于其固有的开关特性，工作时开关噪声较大，并不能很好地模拟电池的低噪声特性，另外，受开关电源响应速度的限制，双向开关电源并不能很好地模拟电池充电和放电模式快速切换的情况，如果通过降低开关电源噪声，大幅提高电源动态响应速度的方法使双向开关电源的特性接近电池特性，则成本较高。
【发明内容】
[0003]本申请所要解决的技术问题是:提供一种工作噪声低、动态响应特性好、充放电自动切换的电池模拟电路。本申请是这样实现的:
[0004]一种电池模拟电路，包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。
[0005]进一步地，所述线性稳压电路包括:电阻R1、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Q1、基准电压源Ul ;
[0006]所述电压箝位电路的箝位端与所述NPN三极管Ql的发射极连接；
[0007]所述电阻Rl的一端与所述线性稳压电路的输入端连接，另一端与所述基准电压源Ul的阴极及所述NPN三极管Ql的基极连接；
[0008]所述NPN三极管Ql的基极与所述基准电压源Ul的阴极连接，集电极与所述线性稳压电路的输入端连接，发射极与所述电阻R2的一端连接；
[0009]所述基准电压源Ul的参考极与所述可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，所述可调电阻R3的调节端与所述基准电压源Ul的阳极接地。
[0010]进一步地，所述电压箝位电路包括:
[0011]电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ；
[0012]所述线性稳压电路的稳压输出端及所述电压箝位电路的箝位端与所述PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接；
[0013]所述PNP三极管Q2的基极、所述电阻R4的另一端、所述基准电压源U2的阴极相互连接；
[0014]所述电阻R5的另一端、所述可调电阻R6的一端及所述基准电压源U2的参考极相互连接；
[0015]所述PNP三极管Q2的集电极、所述基准电压源U2的阳极及所述可调电阻R6的调节端接地。
[0016]本申请将线性稳压电路的稳压输出端与电压箝位电路的箝位端连接，当设置线性稳压电路的稳压点小于电压箝位电路的箝位点时，即可模拟电池。当模拟电池放电时，电源由线性稳压电路的输入端接入，当模拟电池充电时，电源由电压箝位电路的箝位端接入。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【附图说明】
[0017]图1:本申请实施例提供的电池模拟电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]如图1所示，本申请提供的电池模拟电路，包括线性稳压电路I及电压箝位电路2 ;线性稳压电路I的稳压输出端与电压箝位电路2的箝位端连接，线性稳压电路I的稳压点小于电压箝位电路2的箝位点。
[0020]线性稳压电路I包括:电阻R1、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Ql、基准电压源Ul ；电压箝位电路2的箝位端与NPN三极管Ql的发射极连接；电阻Rl的一端与线性稳压电路I的输入端连接，另一端与基准电压源Ul的阴极及NPN三极管Ql的基极连接；NPN三极管Ql的基极与基准电压源Ul的阴极连接，集电极与线性稳压电路I的输入端连接，发射极与电阻R2的一端连接；
[0021]基准电压源Ul的参考极与可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，可调电阻R3的调节端与基准电压源Ul的阳极接地；电压箝位电路2包括:电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ;线性稳压电路I的稳压输出端及电压箝位电路2的箝位端与PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接；PNP三极管Q2的基极、电阻R4的另一端、基准电压源U2的阴极相互连接；电阻R5的另一端、可调电阻R6的一端及基准电压源U2的参考极相互连接；PNP三极管Q2的集电极、基准电压源U2的阳极及可调电阻R6的调节端接地。
[0022]根据图1所示，VCC为线性稳压电路I的输入端，VOUT为线性稳压电路I的稳压输出端，同时也作为电压箝位电路2的箝位端。
[0023]该电池模拟电路模拟电池的工作原理如下:
[0024]用电设备3连接在VOUT与地之间。通过调节可调电阻R3的阻值，可调节基准电压源Ul的参考极上的电压，从而调节线性稳压电路I的稳压输出端电压VI。通过调节可调电阻R6的阻值，可调节基准电压源U2的参考极上的电压，从而调节电压箝位电路2的箝位端电压V2。通过调节可调电阻R3及可调电阻R6使Vl小于V2即可模拟电池。
[0025]当电源由VCC接入时，即可模拟电池的放电模式。由于Vl小于V2，电压箝位电路2无法进入钳位状态，因此，VOUT的电压稳定在VI，实现对电池放电状态的模拟。
[0026]当电源由VOUT恒流输入时，即可模拟电池的充电模式。由于设置了电压箝位电路2的钳位端电压V2，因此VOUT的电压会逐渐升高直到达到所设置的钳位端电压V2，电压箝位电路2进入箝位状态，VOUT的电压稳定在V2，实现对电池充电状态的模拟。
[0027]在实际使用中，只需设置V2稍大于Vl即可模拟电池的充放电模式。基准电压源Ul及基准电压源U2可采用TL431，TL431是一种并联稳压集成电路。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【主权项】
1.一种电池模拟电路，其特征在于，包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。2.如权利要求1所述的电池模拟电路，其特征在于，所述线性稳压电路包括: 电阻Rl、电阻R2、可调电阻R3、NPN三极管Q1、基准电压源UI ; 所述电压箝位电路的箝位端与所述NPN三极管Ql的发射极连接； 所述电阻Rl的一端与所述线性稳压电路的输入端连接，另一端与所述基准电压源Ul的阴极及所述NPN三极管Ql的基极连接； 所述NPN三极管Ql的基极与所述基准电压源Ul的阴极连接，集电极与所述线性稳压电路的输入端连接，发射极与所述电阻R2的一端连接； 所述基准电压源Ul的参考极与所述可调电阻R3的一端及电阻R2的另一端连接，所述可调电阻R3的调节端与所述基准电压源Ul的阳极接地。3.如权利要求1所述的电池模拟电路，其特征在于，所述电压箝位电路包括:电阻R4、电阻R5、可调电阻R6、PNP三极管Q2、基准电压源U2 ; 所述线性稳压电路的稳压输出端及所述电压箝位电路的箝位端与所述PNP三极管Q2的发射极、电阻R4的一端及电阻R5的一端连接； 所述PNP三极管Q2的基极、所述电阻R4的另一端、所述基准电压源U2的阴极相互连接； 所述电阻R5的另一端、所述可调电阻R6的一端及所述基准电压源U2的参考极相互连接； 所述PNP三极管Q2的集电极、所述基准电压源U2的阳极及所述可调电阻R6的调节端接地。
【专利摘要】本申请涉及电路设计领域，尤其涉及一种电池模拟电路。该电池模拟电路包括线性稳压电路及电压箝位电路；所述线性稳压电路的稳压输出端与所述电压箝位电路的箝位端连接，所述线性稳压电路的稳压点小于所述电压箝位电路的箝位点。本申请将线性稳压电路的稳压输出端与电压箝位电路的箝位端连接，当设置线性稳压电路的稳压点小于电压箝位电路的箝位点时，即可模拟电池。当模拟电池放电时，电源由线性稳压电路的输入端接入，当模拟电池充电时，电源由电压箝位电路的箝位端接入。该电池模拟电路具有结构简单，工作噪声低，动态特性好，充放电自动切换等优点，适合用于模拟小功率电池。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104897991
【申请号】CN201510292929
【发明人】施文斌
【申请人】施文斌
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
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