聚焦ADI锂离子电池分容化成测试设备解决方案，助力节能

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雾霾和全球变暖等现象，让环境保护和能源消耗问题越来越受到大众的关注。混合动力汽车和电动汽车、太阳能、风能的日渐盛行，足以说明大众越加重视节能问题，在这些领域内有个共同点：锂离子电池，而这些领域的快速增长，促使锂离子电池将在节能方面起到更重要的作用。
从大的容量，如电动汽车和风能设备，到各种电器设备，锂离子电池都在其中起到重要作用。以最近火热的动力汽车为例，应用广泛的锂离子电池一般分为小体积小容量和大体积大容量两种，两者各有优势。无论哪种电池都需要经过电池设备进行测试，电池在出厂前都需要经过两个过程：化成和分容。化成过程就是电池从无效到有效的过程，简单的说就是将电池激活了。化成之后就是分容，也就是定一下容量，确认电池到底是2A还是2.1A。
锂离子电池制造程序非常复杂，包括电极生产。堆叠结构和单元装配。然后要执行电气测试，以便评定电池容量和性能。这之后还要执行电气测试，以便评定电池在工作中的容量。即额定值。对于锂离子电池制造中的这些电气测试，需要高功率、高效率和高精度的测试设备，ADI公司基于AD8450/1和ADP1972的解决方案正是为此推出。
ADI对不同容量电池有不同的针对方式。笔记本电脑、手机和类似便携设备中锂离子电池的容量通常很小，典型值是数安时。但是，用于车辆或储能的锂离子电池容量则高得多，通常在数十甚至数百安时左右。用于小容量电池的线性测试设备，如果也用于高容量电池测试，在充电阶段将会消耗大量功率，导致效率低下，而且会给设备硬件设计带来相当严重的热问题。ADI AD8450/1和ADP1972解决方案基于PWM架构，有助于解决这一问题。
AD8450/1和ADP1972解决方案的优势效率：AD8450/1精密模拟前端与控制器和ADP1972降压/升压PWM控制器都是基于PWM架构，能为充电和放电周期带来能效优势，两者均通过PWM控制器提供电流，并将其引导回电网或对其他电池充电，这是一种节能环保且高效的解决方案；
精度：为了获得准确的锂离子电池容量，需要精确测量充电和放电两种模式下的电流和电压。结合系统中的精密ADC、DAC和其他器件，ADI公司基于AD8450/1和ADP1972的解决方案可实现高精度测量和设定；
低系统成本：

更高的开关频率支持使用尺寸更小、价格更低的功率元件，如电感和电容等；

能源回收利用有助于降低运营成本；

AD8450/1精度更高，可降低热管理成本，简化控制环路设计；

AD8450/1采用独特的仪表放大器设计，制造过程中的校准时间可缩短一半，性能保证时间可更长；

集成解决方案使得系统尺寸更小，设备和维护成本更低。

图1  ADI AD8450/1和ADP1972解决方案系统框图
在一台动力汽车里，其中电池的成本占据40%~50%。随着智能手机的快速发展，电池的续航能力和使用寿命等也越加重要。由此可见，锂离子电池的性能是电池厂商最关注的问题，而在性能方面最关心的就是成本和可靠性，其中最看重可靠性。ADI公司亚太区精密仪器业务部门应用工程师李强表示：“ADI的锂离子电池测试解决方案是集成两片芯片方案，内嵌了很多的保护机制，如OVP和OCP等，所以比起多芯片搭建的电路，ADI的解决方案可靠性更高，并且ADI严格控制成本。在效率和精度方面，ADP1972可以达到接近90%的效率，ADP1974可以更高，而精度一直是ADI的强项，针对温度变化，精度可以保持一致性。”

图2  ADI AD8450和ADP1972演示板

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