探地雷达测试仪备用电源设计方案

传统野外探地雷达测试仪采用铅酸电池作为移动备用电源，由于铅酸电池自身能量密度低，质量重、倍率放电效率低，非环保等缺点，已经无法满足现代便携式工业仪器设备所需备用电源的需求。由于锂电池组具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、高电压一致性等独特的优点，已经在众多工业仪器设备领域成为替代铅酸电池首选。

　　一、探地雷达测试仪备用电源要求：

　　探地雷达测试仪具有高工作电压、长时间及特殊环境温度的要求，在锂电池电芯方面采用国内一线品牌的比克长寿命锂电芯，用6串8并组合实现客户相关参数需求。在锂电池保护电路保护方面，采用6串精工硬件保护电路+6串充电平衡电路，以实现成品锂电池的最大过流25A，持续放电电流8A，充电平衡电流300mA的要求。在相关工作环境方面，采用高档的白色防水盒外壳以实现客户的防水环境要求。组合后的成品电池具体参数如下：

　　1）锂电池组型号设计要求：18650-6S8P/16Ah/22.2V。

　　2）电路部分设计要求：

　　1、单节过充保护电压：4.35±0.25V

　　2、单节过充恢复电压：4.15±0.50V

　　3、单节过放保护电压：2.70±0.08V

　　4、单节过放恢复电压：3.00±0.10V

　　5、组合电池过流保护值（10ms）：30~35A

　　6、充电平衡电流：300±50mA

　　7、充电平衡电压：4.20±25mV

　　8、电池过温保护值（可恢复）：70±5度

　　9、成品电池还具备短路、反充保护。

　　3）电池循环寿命设计要求：500~1000次（国标充放电标准）

　　4）电池外型尺寸设计要求：参考外壳

　　二、探地雷达测试仪备用电源设计方案：

　　1）保护板（PCM）：主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流等保护功能，以避免引起燃烧、爆炸等危险。

　　2）保护IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。

　　3） 充电平衡模块：充电过程中平衡各电芯电压差，增强各电芯电压的一致性以延长组合电池的使用寿命。

　　4）温度开关：主要针对温度保护功能设计。当电池本身的温度因其它异常问题达到75度时，温度开关动作，达到过温保护，当温度下降时，自动恢复。

　　5）18650锂离子电芯/18650/2000mAh/3.7V BAK cell（长寿命电芯）。

　　6）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。

　　7）探地雷达测试仪备用电源方案设计原理图：