移動(dòng)設(shè)備的電池消耗

電池按時(shí)是移動(dòng)設(shè)備規(guī)劃中的一個(gè)重要元素。許多移動(dòng)設(shè)備新增了更多的功能，可以快速縮短運(yùn)行時(shí)間。為了達(dá)到最大的電池壽命，工程師們有必要采用混亂的電源管理方法。

工程師要使用電池消耗曲線來(lái)評(píng)估電池壽命，該曲線將設(shè)備、固件/軟件及其子電路分別置于一個(gè)集成系統(tǒng)中。分析技能包括描述電池的電流消耗，以及它如何受到各種形式的工作和應(yīng)用程序配置文件的影響。有了這個(gè)分析，工程師們可以做出電源管理的權(quán)衡，以最大限度地延長(zhǎng)電池壽命。

大多數(shù)電源管理系統(tǒng)通過(guò)將未處于活動(dòng)狀態(tài)的子系統(tǒng)以亞毫秒級(jí)的時(shí)間尺度休眠來(lái)節(jié)省電池電量。因此，該設(shè)備在不到1秒的開/關(guān)事件有一個(gè)快速變化的電流。例如，GSM手機(jī)可以傳輸560個(gè)2a-2a脈沖，然后，當(dāng)處于待機(jī)模式時(shí)，當(dāng)前的電平可能會(huì)在睡眠周期下降到毫安。

隨時(shí)檢查電池

一種計(jì)算電池時(shí)間的方法是進(jìn)行壓降測(cè)試，即使用充滿電的電池為被測(cè)設(shè)備(DUT)供電，直到電池耗盡。這個(gè)測(cè)試可能會(huì)比較耗時(shí)，因?yàn)樗瓿伤械倪^(guò)程來(lái)確認(rèn)電壓閉合點(diǎn)來(lái)確認(rèn)操作時(shí)間。同樣，結(jié)果取決于電池的初始狀態(tài)，這可能有很大的不同。

另一種方法是執(zhí)行電流測(cè)量，它可以在運(yùn)行時(shí)為測(cè)量供應(yīng)更高的可信度。DUT以要評(píng)估的作業(yè)的形式運(yùn)行一小段時(shí)間，并測(cè)量在該特定形式的工作中消耗的電流。然后，通過(guò)將標(biāo)稱電池容量除以測(cè)量的電流消耗來(lái)計(jì)算工作時(shí)間。這樣，設(shè)計(jì)者就可以確定電池的運(yùn)行時(shí)間，而不必等待電池完全放電。

測(cè)量注意事項(xiàng)

電池消耗分析中使用的電源必須獨(dú)立于電池來(lái)描述DUT。為了使被控對(duì)象在開關(guān)或發(fā)射脈沖時(shí)出現(xiàn)的快速反向電流脈沖引起的暫態(tài)電壓降降至最低，電源必須具有快速響應(yīng)。

在這種情況下，許多通用電源可能會(huì)出現(xiàn)高達(dá)1V的瞬態(tài)電壓下降，因此應(yīng)該使用能夠承受這些情況而不出現(xiàn)電壓下降的專用電源(有時(shí)稱為電池模擬電源)。

從電池到移動(dòng)設(shè)備的電流的快速變化的波形提出了兩個(gè)測(cè)量挑戰(zhàn):尺寸和速度。首先，電流的動(dòng)態(tài)大小可能超過(guò)1,000:1，甚至1,000:1。全功率有功電流為1~3A級(jí)，低休眠態(tài)電流為數(shù)十微安級(jí)?？梢允褂秒娏髅舾械碾娮杌蚍至髌鳎x擇合適的分流器可能比較困難。假如分流器的大小適合測(cè)量最小電流，那么在大電流的情況下，在分流器的兩端會(huì)有很大的電壓降，這將給電路帶來(lái)不可接受的電壓負(fù)載。假如分流器的大小適合測(cè)量大電流，那么當(dāng)微安電流流過(guò)時(shí)，可能沒(méi)有足夠大的電壓進(jìn)行測(cè)量。工程師可以用幾個(gè)分流器來(lái)處理不同電流測(cè)量的信號(hào)電平，但轉(zhuǎn)換分流器意味著停止測(cè)量。

關(guān)于速度測(cè)量，用于測(cè)量電流分流器電壓和移動(dòng)設(shè)備偏置電壓的數(shù)字化器應(yīng)該具有50kHz或更高的采樣率，以捕獲亞毫秒級(jí)脈沖，這是混亂的電源管理方法的特點(diǎn)。

簡(jiǎn)化的解剖

像3G這樣的通信系統(tǒng)使用雜亂的調(diào)制模式，其特點(diǎn)是要高階振幅調(diào)制來(lái)傳輸高數(shù)據(jù)速率。在時(shí)域中，出現(xiàn)的電流消耗波形是混沌的、隨機(jī)的。

cdma2000手機(jī)的射頻功率放大器使用三個(gè)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行傳輸，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并執(zhí)行不同的操作時(shí)，其當(dāng)前消耗時(shí)間圖會(huì)變得不可預(yù)測(cè)的混亂。這種情況在電池時(shí)間測(cè)試中很常見，很難觀察到改變當(dāng)前消耗計(jì)劃的效果。