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2 高精度 通过校准，电池测试设备往往可以除去大部分初始系统误差。剩余难以被校准的误差来源主要包括：电流检测电阻的温漂，电流、电压检测放大器的失调与增益温漂、输入共模电压变化带来的失调，ADC的非线性度，基准电压源的温漂。在本文中，按照±5°C的温度变化范围计算误差值。 电流检测电阻： 电流检测电阻的温漂是总系统误差的重要来源，对于CC控制，需要一个几毫欧并且低温度系数的高精度电流检测电阻。本文采用高精密、电流感应金属条 SMD 功率电阻器，检测电阻的阻值为5mΩ，温漂值为10 ppm。那么，由于电流检测电阻的温漂造成的误差为50ppm。 电流检测放大器： 为了减小大电流造成的温升和功率损耗，电流检测电阻的阻值一般较小，因此电流检测放大器的输入差分信号一般不超过几十毫伏，往往选择仪表放大器进行信号调理。仪表放大器的误差主要来源于以下两个方面：环境温度改变时，失调电压和增益的漂移；电池电压改变时，由于输入共模电压变化造成的失调电压。因此，在选择仪表放大器时，应该主要关注失调电压漂移、增益漂移、CMRR等参数。表1为TI主推的几款应用于电池测试设备的仪表放大器的关键参数： 表1 Specifications | INA821 | INA828 | INA819 | INA188 | Vos max (µV) | 35 | 50 | 35 | 55 | Drift (Max) (µV/C) | 0.4 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | Gain Error (% Max) | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.5 | Gain drift (ppm/°C) (G=1) | 5 | 5 | 5 | 5 | CMRR (Max Gain) (Min) (dB) | 140 | 140 | 140 | 118 | GBW (MHz) (G=1) | 4.7 | 2 | 2 | 0.6 |
INA821作为一款高精密、低漂移的仪表放大器，失调电压漂移最大值为0.4 µV/°C，那么±5°C温度偏移将会产生2 µV失调电压，即40ppm满量程误差；增益漂移为5 ppm/°C，那么±5°C温度偏移会产生25ppm误差；共模电压抑制比为140dB，那么输入共模电压范围在0~5V变化时，将产生0.5µV失调电压。在10A充电电流下，满量程采样电阻的电压信号为50mV，即输入共模电压变化带来10ppm满量程误差。
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