在移動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電池的工作時(shí)間是一項(xiàng)緊要的因素。許多移動(dòng)設(shè)備都加入了更多的功能，這些新增的功能會快速地縮短運(yùn)行時(shí)間。工程師非得利用復(fù)雜的電源管理辦法，以便使電池獲得最長的運(yùn)行時(shí)間。

工程師要運(yùn)用電池消耗分解來評估電池運(yùn)行時(shí)間，這種分解要分別在單獨(dú)及整合在系統(tǒng)之中這兩種情況下來描述設(shè)備、固件/軟件及其子電路。分解技術(shù)包括描述電池電流消耗，以及要怎么樣受各種工作模式及使用概況的影響。借助于這種分解，工程師就可以做出電源管理設(shè)計(jì)權(quán)衡，以盡量延長電池壽命。

大多數(shù)電源管理系統(tǒng)都是通過在亞毫秒時(shí)間尺度上使沒有在活躍使用中的子系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)來節(jié)省電池能量的。其結(jié)果是，設(shè)備在不到1s內(nèi)發(fā)生的開/關(guān)事件中具有快速變化的電流。例如，GSM手機(jī)在傳輸時(shí)可以具有560μs,2A的脈沖，接著當(dāng)處于待機(jī)模式下，在睡眠周期中電流水平可能會跌落到毫安級。

驗(yàn)證電池時(shí)間

驗(yàn)證電池工作時(shí)間的一種辦法是使用電壓跌落探測，使用一塊洋溢電的電池來給待驗(yàn)證的、處于工作模式下的待測設(shè)備（DUT）供電，直到電池沒電。這種探測可能相比較較耗時(shí)間，因?yàn)樗窟^程運(yùn)行完成來確定電壓封閉點(diǎn)，以確定工作時(shí)間。同樣，其結(jié)果依靠于電池的初始狀態(tài)，而后者可能會千差萬別。

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另一種辦法是執(zhí)行電流消耗測量，它能為工作時(shí)間測量供應(yīng)更高的可信度。DUT被置于待評估的工作模式下運(yùn)行一小段時(shí)間，并測量在這種特定工作模式中的電流消耗。然后，通過將名義電池容量除以測得的電流消耗來計(jì)算出工作時(shí)間。使用這種辦法，設(shè)計(jì)師無須等待電池充足放電就能確定出運(yùn)行時(shí)間。

理想系統(tǒng)的組成部分

在用于執(zhí)行電池消耗分解的理想系統(tǒng)中（如圖1所示），要的第一個(gè)要素是一種將DUT放入適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｊ街羞M(jìn)行目標(biāo)探測（DUT激勵(lì)）的辦法。有關(guān)移動(dòng)電話而言，通常會使用基站仿真器。

圖1在用于電池電流消耗測量和分解的一般理想系統(tǒng)中存在的幾個(gè)組成部分

其次，要一種正確的DUT供電辦法，使用電池或電源。電源的用途在于獨(dú)立于電池來探測DUT，以確保探測的一致性，或者快速地復(fù)制各種電池狀態(tài)而無須等待電池達(dá)到這些狀態(tài)（洋溢電、部分放電、完全放電/壽命結(jié)束）。

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其他緊要的系統(tǒng)組成部分有：用于測量電流的電流轉(zhuǎn)換器，用于記錄電壓和電流信號的數(shù)字化儀和用于分解和存儲探測數(shù)據(jù)的軟件，這些探測數(shù)據(jù)用于完成長期探測會非常龐大，能多達(dá)數(shù)吉字節(jié)。

測量考慮因素

電池消耗分解中使用的電源非得獨(dú)立于電池來描述DUT。電源非得有快速的應(yīng)和，以盡量減小DUT在切換模式或傳輸脈沖時(shí)所具有的快速回轉(zhuǎn)電流脈沖所造成的瞬態(tài)電壓跌落。

許多通用電源在這些條件下可能會出現(xiàn)高達(dá)1V的瞬態(tài)跌落，所以應(yīng)當(dāng)使用能夠容忍這些條件而不出現(xiàn)電壓下降的專用電源（有時(shí)稱為電池仿真電源）。

從電池流向移動(dòng)設(shè)備的快速變化的電流波形提出了兩項(xiàng)測量難題：范圍和速度。首先，電流的動(dòng)態(tài)范圍可能會超過1000:1，甚至1000000:1。全功率活動(dòng)電流位于1～3A的量級，而低睡眠模式等級的電流位于數(shù)十微安的量級，所以待測電流的范圍給電流轉(zhuǎn)換器的選擇提出了一項(xiàng)難題。

這里可以使用電流感知的電阻器或分流器，但選擇大小適宜的分流器卻可能頗為棘手。倘若分流器的大小適合于測量最小電流，那么在大電流事件中就會在分流器兩端出現(xiàn)大的電壓降幅，而這將給電路帶來不可承受的電壓負(fù)擔(dān)。倘若分流器的大小適合于測量大電流，那么當(dāng)微安級電流流過時(shí)，就極有可能沒有足夠大的電壓可供測量。通過配備幾種分流器用于不同電流大小的測量，工程師可以處理信號級的問題，但這時(shí)切換分流器就意味著中斷測量。

就測量速度而言，用于測量電流分流器電壓和移動(dòng)設(shè)備偏置電壓的數(shù)字化儀應(yīng)當(dāng)具有50kHz或更快的采樣率，以便捕獲亞毫秒級脈沖，后者是復(fù)雜的電源管理辦法的特點(diǎn)。