探地雷達測試儀備用電源設計方案

傳統野外探地雷達測試儀采用鉛酸電池作為移動備用電源，由于鉛酸電池自身能量密度低，質量重、倍率放電效率低，非環保等缺點，已經無法滿足現代便攜式工業儀器設備所需備用電源的需求。由于鋰電池組具備高能量比、輕質量、小體積、高循環壽命、高安全、高電壓一致性等獨特的優點，已經在眾多工業儀器設備領域成為替代鉛酸電池首選。

　　一、探地雷達測試儀備用電源要求：

　　探地雷達測試儀具有高工作電壓、長時間及特殊環境溫度的要求，在鋰電池電芯方面采用國內一線品牌的比克長壽命鋰電芯，用6串8并組合實現客戶相關參數需求。在鋰電池保護電路保護方面，采用6串精工硬件保護電路+6串充電平衡電路，以實現成品鋰電池的最大過流25A，持續放電電流8A，充電平衡電流300mA的要求。在相關工作環境方面，采用高檔的白色防水盒外殼以實現客戶的防水環境要求。組合后的成品電池具體參數如下：

　　1）鋰電池組型號設計要求：18650-6S8P/16Ah/22.2V。

　　2）電路部分設計要求：

　　1、單節過充保護電壓：4.35±0.25V

　　2、單節過充恢復電壓：4.15±0.50V

　　3、單節過放保護電壓：2.70±0.08V

　　4、單節過放恢復電壓：3.00±0.10V

　　5、組合電池過流保護值（10ms）：30~35A

　　6、充電平衡電流：300±50mA

　　7、充電平衡電壓：4.20±25mV

　　8、電池過溫保護值（可恢復）：70±5度

　　9、成品電池還具備短路、反充保護。

　　3）電池循環壽命設計要求：500~1000次（國標充放電標準）

　　4）電池外型尺寸設計要求：參考外殼

　　二、探地雷達測試儀備用電源設計方案：

　　1）保護板（PCM）：主要是對可充電鋰電池組進行設計的保護線路，由于鋰電池本身的化學特性，需要提供智能電量計算、過充、過放、短路、過流等保護功能，以避免引起燃燒、爆炸等危險。

　　2）保護IC（Protection IC）：設計方案的主要保護功能芯片，對電芯進行過充、過放、過流、短路等功能的在線時時監測。使電芯在安全穩定高效的范圍內工作。

　　3） 充電平衡模塊：充電過程中平衡各電芯電壓差，增強各電芯電壓的一致性以延長組合電池的使用壽命。

　　4）溫度開關：主要針對溫度保護功能設計。當電池本身的溫度因其它異常問題達到75度時，溫度開關動作，達到過溫保護，當溫度下降時，自動恢復。

　　5）18650鋰離子電芯/18650/2000mAh/3.7V BAK cell（長壽命電芯）。

　　6）場效應管（MOSFET）：MOSFET管，在保護電路中起開關作用，永遠使負載兩端的電壓不會升高也不會降低，保證電壓穩定。

　　7）探地雷達測試儀備用電源方案設計原理圖：