對(duì)與手機(jī)、無(wú)線穿戴、GPS等移動(dòng)設(shè)備電池的性能評(píng)估，最真實(shí)的結(jié)果就是一起進(jìn)行電池耗盡測(cè)試，可獲得獨(dú)特且有用的信息，以優(yōu)化電池運(yùn)行時(shí)間。確定和優(yōu)化電池運(yùn)行時(shí)間，單獨(dú)測(cè)試移動(dòng)設(shè)備及其電池非常重要。然而，電池并非理想的電壓源，其特性可能會(huì)與移動(dòng)設(shè)備的主機(jī)功耗相互影響、相互作用。鑒于此相關(guān)性，只有將手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備與電池作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行電池耗盡測(cè)試時(shí)，方可獲得一系列獨(dú)特且有用的信息。這些信息包括：
? 獲得最真實(shí)的性能和運(yùn)行時(shí)間，并以此作為基準(zhǔn)，比較和關(guān)聯(lián)通過(guò)其他方法獲得的結(jié)果
? 評(píng)估在實(shí)際使用過(guò)程中獲得的電池容量和能量，與電池制造商的額定值相比較，以確定出現(xiàn)差異的原因(如果有的話)
? 驗(yàn)證移動(dòng)設(shè)備的低電池電量停機(jī)和滿電池電量充電結(jié)束時(shí)的閾值，來(lái)確定是否已充分利用該電池， 并確保使用安全。
如圖所示，對(duì)移動(dòng)設(shè)備和電池進(jìn)行耗盡測(cè)試是優(yōu)化電池運(yùn)行時(shí)間全套方法的關(guān)鍵和補(bǔ)充。圖 1 描述執(zhí)行電池耗盡測(cè)試的傳統(tǒng)設(shè)置。電流的高速數(shù)字化尤為重要，因?yàn)樗商峁┰S多詳細(xì)的信息。記錄無(wú)線設(shè)備的脈沖工作電流消耗信號(hào)時(shí)，50 KSa/s 采樣率是必需的，這也是一些手機(jī)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)推薦的速率。
圖1
由于無(wú)線移動(dòng)設(shè)備的脈沖電流特性，是典型的高峰值、低占空比和低平均值，在高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行精確的測(cè)量也是獲得有意結(jié)果的關(guān)鍵。根據(jù)被測(cè)件工作模式的不同，波峰因數(shù)可能會(huì)高達(dá)幾百倍。如果測(cè)試過(guò)程中存在多個(gè)不同功率強(qiáng)度的工作模式，電流范圍甚至?xí)?。高波峰因?shù)的信號(hào)，對(duì)儀器的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍提出了更高的要求，否則將會(huì)限制可實(shí)現(xiàn)的精度和分辨率。為了避免電流測(cè)試中使用的分流器對(duì)結(jié)果造成不良影響，就必須要將分流器峰值壓降控制在50 mV之內(nèi)，但這將出現(xiàn)更多問(wèn)題， 例如小電流的信號(hào)可能完全被噪聲所淹沒(méi)。因此，儀器必需具有足夠的增益、動(dòng)態(tài)范圍和精度，這對(duì)于良好的結(jié)果至關(guān)重要。傳統(tǒng)儀器通常無(wú)法滿足這些要求。
另外，還需要2個(gè)獨(dú)立的測(cè)量通道，以同時(shí)記錄電池電壓和電流。這兩者共同針對(duì)電池耗盡測(cè)試提供關(guān)鍵且必要的信息，以分析和優(yōu)化移動(dòng)設(shè)備電池的運(yùn)行時(shí)間。
電池耗盡測(cè)試實(shí)例：
如圖 2 所示，我們使用 Agilent N6781A 2象限SUM電源模塊對(duì) GPRS 智能手機(jī)進(jìn)行電池耗盡測(cè)試，以記錄電池耗盡電壓和電流。N6781A 具有許多獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)，執(zhí)行電池耗盡測(cè)試時(shí)，可顯著提高精度并進(jìn)行深入分析：
? 提供獨(dú)立的 DVM 輸入，以記錄電池電壓。
? 真正的“零壓降”分流器，消除了傳統(tǒng)分流器的壓降問(wèn)題。
? 無(wú)縫測(cè)量調(diào)節(jié)功能可以提供從 納安級(jí)到安培級(jí)的連續(xù)精確電流測(cè)量，并連續(xù)記錄測(cè)量結(jié)果，消除了傳統(tǒng)、固定量程儀器的動(dòng)態(tài)范圍和精度限制。
? 高達(dá)5μs的采樣間隔，和20μs 的數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔， 可確保出現(xiàn)的任何電流脈沖信號(hào)的精確測(cè)量。
圖2
如圖 3 所示，使用 Agilent 14585A 控制和分析軟件捕獲和顯示電池耗盡測(cè)試結(jié)果
圖3
將電流測(cè)量標(biāo)尺置于起始和截止點(diǎn)，得出：? 分別為 0.233 A平均電流和 1.29 A的峰值電流；
? 電池提供的電容量和能量分別為 843 mAh 和 3.19 Wh；
? 手機(jī)運(yùn)行了3小時(shí)38分鐘后，電池電壓降低到3.44 V， 并關(guān)機(jī)；
根據(jù)這些結(jié)果，得出：
? 電池提供的電量比標(biāo)稱的電池容量低 16%；
? 電池放電最終電壓高于標(biāo)稱值；
通過(guò)該實(shí)例可以看出，執(zhí)行電池耗盡測(cè)試可以獲得獨(dú)特且有用的分析結(jié)果，以補(bǔ)充優(yōu)化移動(dòng)無(wú)線設(shè)備電池運(yùn)行時(shí)間的其它測(cè)試方法。
