具有可变ESR响应的电池模拟器

　　在设计由电池供电的产品时，你也许缺乏经验和硬件。产品的电池寿命对等效串联电阻(ESR)的依赖高于它对终端电压的依赖。当你用开关稳压器来提高电池电压时，情况尤其如此。开关稳压器在电池电压下降时，产生更高负载。真实环境下的电池的ESR并不是恒定的。当你去除电池负载时，电池会做出反应，并在它的离子重新弥漫时“复原”。便携式电子设备也许包含低功率或休眠模式。设备从电池得到较短的高功率脉冲。

　　本例中的电池模拟器复制了电池的ESR响应曲线。如果你在反馈网络中安排不同值，那你就能获得各种ESR曲线。该电路可模拟大部分电池类型，其中包括锂离子电池和碱性电池。它为受测设备支持0.5V至4.2V的数安培电流，并能模拟多种电池的ESR。你可以设置ESR电位计，来把延时改变为ESR的最终值。某些电池类型表现出这一独特的特征。对于向负载提供脉冲电流的工作，它具有很大的影响。

　　在该电路中，IC1供应稳定电压，由此设置无负载输出电压（图1）。IC2提供ESR功能的必要逆变。IC3和Q1形成功率输出级，它获得8V电压。电阻器R8限制功率。IC4传感流过R9的输出电流，并提供大小为20的增益。该信号去往ESR时序电路，提供ESR效应和响应时序。

　　图1，该模拟电路可表示多种电池的负载响应。

　　你可以改变元件值，由此模拟多种电池化学原理和大小。如果你省略C4，并用一个100 kΩ电阻器代替RESR1到RESR4电阻器，那就能实现基本的ESR功能。图1省略了电力电容器和旁路电容器。

　　在反馈网络中不存在电容的情况下使用1A负载脉冲，会导致模拟器做出响应，以便紧随2000 mA锂离子18650电池的响应（图2）。你还可以向反馈网络添加电容器，来使模拟器更好地表示小型200 mA锂离子电池的响应（图3）。如果适当调整电路，你就能产生许多响应曲线。你可以下载National Instruments公司的LabView软件，并从Grae公司网站下载特定电池类型的电压ESR曲线。

　　图2，不使用反馈电容器时，模拟器与大型锂离子电池的响应非常吻合。

　　图3，如果添加电容反馈，那么模拟器的表现就类似于小得多的电池。