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Keysight优化物联网设备电池消耗的技巧(五)

返回列表 来源:未知 发布日期: 2019-06-29
技巧之五:简化电池容量和能量额定值的验证

确定设备运行时间的关键部分是验证电池的容量和额定功率。
如果您仅仅根据制造商的技术资料来确定设备的运行时间,得到的结果可能会不准确。技术资料上的容量通常基于理想条件,代表最大可能电量。在实际应用中,实际容量通常会低一些。
电池容量指电池按照规定要容纳的电量,以安培-小时(Ah)为单位。它与电池的额定功率不同,后者以瓦特-小时(Wh)为单位。额定功率通常是电池的容量(Ah)乘以其标示的额定电压(V)。根据您的应用,其中一个值可能比另一个值更为重要,因此需要对这两个值都加以验证。温度和电池寿命也会影响从电池获得的电量,因此在测量运行时间时也必须对这些因素加以考虑。
 
验证电池容量和额定功率需要在精确控制的条件下对电压和电流进行精确记录。
充电(对于可充电电池)和放电条件上非常小的差异可能导致从电池获得的容量和能量出现大的差异。精确地复制并控制所有条件以获得最佳结果至关重要。关键条件之一是放电倍率,通常表示为恒定电流与 Ah 额定容量的比率,称为 C 倍率。C 倍率是电池运行时间的倒数。放电倍率越高,容量和能量输送越低,因此 0.3 的 C 倍率理论上会在 3.33 小时内将电池完全放电。对于2-Ah 的电池,0.3 的 C 倍率相当于 0.6 A 的恒定电流放电。测得的额定功率可能与基于标示的额定电压值的额定功率不同,因为实际的电池放电电压曲线可能会使得结果稍有变化。精确地控制测试条件,同时准确地记录电池的电流和电压,可以确保在确定电池容量和额定功率时获得准确、一致的结果。

验证电池容量和额定功率的示例:
我们使用图 10 所示的设置以固定的 C 倍率对可充电锂离子电池进行放电。 Keysight N6781A 和 N6785A 电源测量单元具有完整的两象限能力,使其非常适合用作精密高性能电子负载和精密直流电源。我们很快配置了具有 3.0 V 截止电压的 0.3 A 恒定电流放电以及长期数据记录,以便使用配套的 Keysight 14585A 软件来验证容量和额定功率。电池的验证结果和额定功率如图 11 所示。将测量标记放置在数据记录的开始处和截止电压点上,显示出电池的容量为 879mAh,功率为 3.32Wh,两者均显著低于电池技术资料中注明的 1 Ah 和 3.6 Wh 的额定值。接下来的步骤是确定什么因素导致了这样的差异,并且评测是否可以从电池获得额外的容量。如本例所示,您应当对电池的容量和功率加以验证,而不要依赖产品的技术资料。
有一个工具特别适合于此项任务,它就是 CX3300 器件电流波形分析仪的自动电流和功率分析工具。它自动将波形划分成段,并以图形和表格方式提供每个波形段的完整分析

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