Obvod na schématu umožňuje měření impedance baterie. Impedance je zde měřena jako poměr střídavého napětí přivedeného na baterii a střídavého proudu protékajícího baterií. Baterie mívají jen zřídka uvedeny jiné údaje než je napětí a kapacita (Ah). Vnitřní odpor - impedance - je však důležitý parametr, např. fotoblesk se nabije dvakrát rychleji s niklokadmiovým akumulátorem (NiCd) než s alkalickou baterií mající větší impedanci.
Přivedením střídavého napětí superponovaného na desetkrát větší stejnosměrné záporné napětí (na VFG), funkční generátor určuje proud baterií protékající tranzistorem Q1. Napětí generátoru způsobí, že se na výstupu operačního zesilovače objeví kladné napětí, které otevře Q1. Tak je umožněn průtok proudu baterie přes měřící zesilovač IC1. Jeho výstupní proud (na vývodu 8) je roven 1/2000 proudu baterie. IC1, IC2 a Q1 tvoří smyčku, ve které operační zesilovač vytváří virtuální zem na levé straně rezistoru R3. Extrémně nízký offset operačního zesilovače (10uV maximálně) pak zaručuje přesnost zapojení. Uvedené schéma s virtuální zemí dovoluje děliči napětí (R5 a R3||R4) a funkčnímu generátoru vytvořit úbytek napětí na rezistoru R3.
Proud protékající R3 je potom roven: 
Po dosazení hodnot rezistorů a aplikací skutečnosti, že proud baterií je 2000 krát
iR3, dostaneme tento vztah pro zjištění proudu baterie:
iBATERIE= - VFG/5.
Pro optimální činnost je vhodné nastavit střídavou složku napětí generátoru na velikost přibližně 10% jeho stejnosměrné složky. Pomocí střídavého voltmetru můžeme změřit napětí na baterii (vB) a vypočítat průměrnou impedanci na 1 článek jako vB/(N iB), kde "N" je počet článků. Zapojení je vhodné pro baterie s napětím 3V a větším.
Je také možné nahradit článek R3/R4/R5 jeho
ekvivalentním zapojením (podle Thevenina - tedy článkem pí), důsledkem bude ale
menší napětí VFG. Je možné zvýšit
úroveň VFG zvětšením rezistoru R3,
zvětšování VFG však může vést k nestabilitě
smyčky. Článek R2/C1 je frekvenční kompenzace pro uvedené zapojení.
Jednoduchý převodník napětí-proud Q1/R1 by neměl dovolit
tranzistoru Q1, aby se dostal do saturace při kombinaci minimálního napětí baterie a
špičky protékajícího proudu. Převodní faktor napětí-proud
(nastavený R1) ve spojení s převodní konstantou zesilovače IC1 (1/2000) a impedancí ze
strany signálového výstupu IC1 (na vývodu 8) určuje zisk smyčky. Pro hodnoty rezistorů
podle schématu, doporučená testovací frekvence - okolo 100Hz - je optimální z
hlediska přesnosti měření pro většinu střídavých voltmetrů.
Měření provedená MAX471 na zcela nabitých NiCd článcích a alkalických bateriích
| TYP BATERIE | POČET ČLÁNKů | PROUD BATERIE | stř.
NAPĚTÍ NA BATERII (mVp-p) |
IMPEDANCE NA 1 ČLÁNEK (Ohm) |
|
| ss - (A) | střídavý - (mAp-p) | ||||
| NiCd AA | 4 | 0,4 | 40 | 19,8 (7mVRMS) | 0,124 |
| Alkalická AA | 4 | 0,4 | 40 | 50,9 (18mVRMS) | 0,318 |
V tabulce jsou uvedeny výsledky měření na čtyřčlánkových bateriích složených z tužkových (AA) článků čerstvě nabitých NiCd a nových alkalických bateriích.
Impedance článků NiCd je jak patrno přibližně třikrát menší než u alkalických, alkalické články na druhou stranu mají asi dvakrát větší kapacitu.
Uvedené zapojení aplikuje známý a konstatní
střídavý proud bez ohledu na svorkové napětí baterie. Protože proud baterií je
řízen zpětnou vazbou, je měření impedance (i když jde o malé hodnoty) relativně
nezávislé na přechodech a vodičích v zapojení. Naproti tomu měření napětí
na baterii může být následkem přechodových odporů mezi jednotlivými články
baterie i mezi baterií a pouzdrem nebo držákem baterie (je-li použito) zkresleno, je tedy
vhodné zajistit kvalitní spojení mezi těmito částmi.
S využitím materiálů MAXIM Martin Peška
Katalogové listy ke stažení z HW serveru :
