移動設備的電池消耗

電池按時是移動設備規(guī)劃中的一個重要元素。許多移動設備新增了更多的功能，可以快速縮短運行時間。為了達到最大的電池壽命，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評估電池壽命，該曲線將設備、固件/軟件及其子電路分別置于一個集成系統(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用程序配置文件的影響。有了這個分析，工程師們可以做出電源管理的權衡，以最大限度地延長電池壽命。

大多數(shù)電源管理系統(tǒng)通過將未處于活動狀態(tài)的子系統(tǒng)以亞毫秒級的時間尺度休眠來節(jié)省電池電量。因此，該設備在不到1秒的開/關事件有一個快速變化的電流。例如，GSM手機可以傳輸560個2a-2a脈沖，然后，當處于待機模式時，當前的電平可能會在睡眠周期下降到毫安。

隨時檢查電池

一種計算電池時間的方法是進行壓降測試，即使用充滿電的電池為被測設備(DUT)供電，直到電池耗盡。這個測試可能會比較耗時，因為它要完成所有的過程來確認電壓閉合點來確認操作時間。同樣，結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)行電流測量，它可以在運行時為測量供應更高的可信度。DUT以要評估的作業(yè)的形式運行一小段時間，并測量在該特定形式的工作中消耗的電流。然后，通過將標稱電池容量除以測量的電流消耗來計算工作時間。這樣，設計者就可以確定電池的運行時間，而不必等待電池完全放電。

測量注意事項

電池消耗分析中使用的電源必須獨立于電池來描述DUT。為了使被控對象在開關或發(fā)射脈沖時出現(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。

在這種情況下，許多通用電源可能會出現(xiàn)高達1V的瞬態(tài)電壓下降，因此應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(有時稱為電池模擬電源)。

從電池到移動設備的電流的快速變化的波形提出了兩個測量挑戰(zhàn):尺寸和速度。首先，電流的動態(tài)大小可能超過1,000:1，甚至1,000:1。全功率有功電流為1~3A級，低休眠態(tài)電流為數(shù)十微安級?？梢允褂秒娏髅舾械碾娮杌蚍至髌?，但選擇合適的分流器可能比較困難。假如分流器的大小適合測量最小電流，那么在大電流的情況下，在分流器的兩端會有很大的電壓降，這將給電路帶來不可接受的電壓負載。假如分流器的大小適合測量大電流，那么當微安電流流過時，可能沒有足夠大的電壓進行測量。工程師可以用幾個分流器來處理不同電流測量的信號電平，但轉(zhuǎn)換分流器意味著停止測量。

關于速度測量，用于測量電流分流器電壓和移動設備偏置電壓的數(shù)字化器應該具有50kHz或更高的采樣率，以捕獲亞毫秒級脈沖，這是混亂的電源管理方法的特點。

簡化的解剖

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

cdma2000手機的射頻功率放大器使用三個數(shù)據(jù)通道進行傳輸，當長時間運行并執(zhí)行不同的操作時，其當前消耗時間圖會變得不可預測的混亂。這種情況在電池時間測試中很常見，很難觀察到改變當前消耗計劃的效果。