Estoy tratando de caracterizar una batería de 9 V usando una medición de carga pulsada. La batería es de 9 V de zinc-carbono y es muy resistente. La carga es una fuente de corriente constante controlable. Cuando lo descargo por períodos prolongados, observo un comportamiento curioso.
Equipo
El circuito es el siguiente:
Omitido por claridad, hay una resistencia de 100k que tira de la entrada no inversora al amplificador operacional para cuando no hay voltaje de control y algo de desacoplamiento.
El MCP6241 es un op-amp de riel a riel por lo que cuando la tensión de control es 0 Obtengo un consumo de corriente suficientemente bajo a través de la resistencia de carga. Es alimentado por un solo riel de 5 V. La tensión de control define la corriente a través de la carga como V = IR. Estoy pulsando una corriente de 100 mA por lo que el voltaje llega a 500 mV. Esto se ha probado y funciona bastante bien (en realidad se trata de 496 mV).
El FET es de nivel lógico y parece funcionar bien al ser activado por la op. amperio. Se calienta, pero hay un pequeño disipador de calor y, según mis cálculos, no debería alcanzar el límite del rango de temperatura de funcionamiento.
El voltaje de la batería se mide utilizando un DAC con buffer con alta impedancia de entrada, mientras que el voltaje de control es generado por un ADC con buffer. Ambos son parte de un NI myDAQ, muestreando a 2 kHz y luego reducidos a 500 Hz.
Resultados
La prueba es una caracterización de pulso de alto rendimiento (HPPC): la batería se pulsa con una corriente de carga y luego se le permite 'recargar' a su voltaje de circuito abierto cuando se retira la carga. La medición se diseñó para baterías recargables (plomo-ácido, li-ion) y se detalla aquí . NB: no está diseñado para la batería de zinc-carbono que estoy usando . Aquí hay 6 pulsos secuenciales superpuestos para demostrar la diferencia de comportamiento:
El gráfico se amplía a la ventana de tiempo relevante que muestra el problema. Cuanto más baja es la curva, más adelante en la medición están, es decir, la línea superior es la primera descarga. Espero la característica de descarga pseudo-lineal de las curvas posteriores, pero al comienzo la descarga parece disminuir el voltaje muy bajo e inestable.
Pregunta
¿Es este el comportamiento esperado de una batería cuando se empuja demasiado fuerte? ¿Es este un problema de temperatura o algo que ver con la química de la batería?
¿O es más probable que lo haga con el equipo de medición? No creo que sea porque el equipo funciona bien para las curvas posteriores.
¿Alguien ha visto un comportamiento similar?
