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11.1V 5000mAh 探傷儀備用電源設計方案

鉅大LARGE  |  點擊量:23094次  |  2012年12月22日  

摘要
探傷儀備用鋰電池采用SBS智能電池管理系統,利用先進的電量計算原理時時精確計算出電池的電量,并通過SMBUS時時向主機報告電池的電量信息,同時向可充電智能電池組進行功能保護,由于鋰電池本身的化學特性,需要提供過充、過放、短路、過流及過溫等保護功能,以避免引起燃燒、爆炸等危險。

前言:探傷儀是一種便攜式工業無損探傷儀器,它能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷(焊縫、裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等)的檢測、定位、評估和診斷,既可以用于實驗室,也可以用于工程現場。儀器能夠廣泛地應用在制造業、鋼鐵冶金業、金屬加工業、化工業等需要缺陷檢測和質量控制的領域,也廣泛應用于航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領域的在役安全檢查與壽命評估,它是無損檢測行業的必備。便攜式探傷儀已經成為現代社會工地現場測試的重要工具,而為便攜式探傷儀提供高效、便攜、輕便、充足的后備電源解決方案則是測試人員進行長期現場工作的重要保證。18650鋰電池組因其自身所具備的特有優點,已經成為此類高科技測試儀器后備電源解決方案的首選。

設計要求
一、探傷儀備用鋰電池設計要求:

由于探傷儀高電壓及工作時間長的特點,設備本身的質量及保持供電的持續穩定尤為關鍵,這就要求其供電電源必須通過大容量單體鋰電池的多串并組合來實現;在探傷儀工作過程中,大量寶貴的數據需要不斷進行保存,因此必須提供精確的電池電量顯示及報警系統以提示使用者對數據進行及時保存,以提高工作的有效性。本探傷儀備用鋰電池方案采用智能化芯片,主機通過I2C通訊方式不斷地讀取智能芯片里的電量及相關重要數據,對電池進行時時監控以便提示使用者合理、及時地進行相關操作。我司方案中集成的三洋電芯具有高能量比、輕質量、小體積、高循環壽命、高安全、高電壓、一致性好等優點,鋰電池組設計輸出過電流保護值12A,持續工作電流7A,荷電容量5000mAh,充分滿足儀器的用電需求。具體設計要求參數如下:
1)鋰電池組型號設計要求:18650-3S2P/5000mAh/11.1V。
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:2.40±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、組合電池過溫保護值(可恢復):70±5℃
7、成品電池還具備短路、反充保護。
3)電池循環壽命設計要求:300~500次(國標充放電標準)
4)電池外型尺寸設計要求:參考電池外殼

二、探傷儀備用鋰電池設計方案:
1)智能電量計保護板(PCM):
采用SBS智能電池管理系統,利用先進的電量計算原理時時精確計算出電池的電量,并通過SMBUS時時向主機報告電池的電量信息,同時向可充電智能電池組進行功能保護,由于鋰電池本身的化學特性,需要提供過充、過放、短路、過流及過溫等保護功能,以避免引起燃燒、爆炸等危險。
2)18650鋰離子電芯/18650/2500mAh/3.7V Li-ion cell(SANYO)。
3)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70±5℃范圍時,溫度開關動作,進行溫度保護。
4)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。
5)電池組封裝(外殼)

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