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无线设备充电管理系统的验证 – 程控电源技术和应用(48)

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对于使用充电电池的手机和其它移动设备来说,充电管理功能会影响电池的短期和长期性能。验证电池的充电过程和完成状态,是确保几个共同优化的电池性能特性满足设计目标的关键任务,包括:

•       充电时间

•       电池寿命和安全性

•   电池性能的担保声明

•       运行时间

•       管理故障条件

 

虽然所有这些因素都很重要,但根据特定的移动设备,每个因素的重要性常常有所不同。例如,对于电池内置于移动设备中并且很难替换的产品,如iPad, MP3 播放器和蓝牙耳机,我们会将电池寿命置于第一考虑因素

 

验证移动设备的电池充电管理功能,需要高精度、高速记录电压和电流数据, 并将测量设备对被测件的影响降至最低。

 

图 1 描述以通用设备为基础,评估移动设备的电池充电特性。您需要两个通道同时测量。一个通道用于记录充电电流,另一个通道用于记录电池电压。两者共同提供验证充电特性和管理功能的关键信息。


由于其优异的尺寸、重量和能量密度,锂电池是绝大多数移动设备充电电池的最佳选择。充电电压电平或浮动电压控制必须极为精密;与浮动电压相差仅 10 mV 或约 0.25%,就可导致充电量相差10%。 而50 至 100 mV 的误差可引起过充等安全问题。因此,为了避免对充电性能造成影响,分流器的阻抗造成的压降必需非常小, 而数据采集设备的电压测量精度必需非常高。此外,更复杂的充电管理技术不断得到应用,许多技术采用各种动态激励来确定充电时的电池特性

 

您需要良好的动态测量性能和精确的直流测量结果。而这些要求,对数据采集设备性能提出了相当高的挑战。

 

电池充电特性测试实例

 

我们以 Agilent N6781A SUM电源模块为基础,使用图 2 描述的设置测量 GPRS 智能手机的电池充电特性。 N6781A 具有测评电池供电产品的专用特性,并提供许多独特的优势:

 

•       电流测量的零压降特性,可确保精确的同时,不影响被测件。

•       内置辅助电压测量,同时记录电池充电电压。

•       无缝量程调节功能,在高动态范围内提供精确的测量结果。

•       高测量带宽和高速数字化功能可捕获动态活动的详情。

•       数据记录模式能够在较长的时段内连续进行高速数字化。

如图 3 所示,使用 Agilent 14585A 软件捕获和显示电池充电特性测量结果。观察结果包括:

•       在 7 小时内完成充电。

•       充电电流是高速脉冲而非直流信号,与最小值和最大值包络迹线描述的一样(可通过基本的快速测量数字化功能显示)。

•       并非使用锂电池传统上采用的恒流(CC)/恒压(CV)充电特性,依次递减的电流可使电池在达到 4.199 V 的目标浮动电压时完成充电。

•      根据这些结果,我们可以得出:

•       快速充电并不是首要的。相反,慢速充电适用于在一个晚上对电池完全充电。

•       4.199 V 的最终充电浮动电压,被认为最适用于平衡长期循环寿命和电能存储量。

 

通过该实例可以看出,验证电池充电特性测试可以获得独特且有用的信息,以补充优化移动无线设备电池寿命的其它测试方法。


观看该应用提示的视频演示,请访问:

http://v.youku.com/v_show/id_XNDY4NDQ3NDA4.html?f=17996506