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      標(biāo)簽　>　電量計

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      電量計簡介

      　　電量計（coulomb counter）是根據(jù)法拉第定律設(shè)計出用于測量電路中所通過電量的裝置稱為“庫侖計”或“電量計”。

      　　根據(jù)法拉第定律，用電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量可以精確計算出通過電路的電量。利用這個原理設(shè)計出的用于測量電路中所通過電量的裝置，稱為“電量計”或“庫侖計”。常用電量計有“銀電量計”、“氣體電量計”等。

      電量計百科

      　　電量計（coulomb counter）是根據(jù)法拉第定律設(shè)計出用于測量電路中所通過電量的裝置稱為“庫侖計”或“電量計”。

      　　根據(jù)法拉第定律，用電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量可以精確計算出通過電路的電量。利用這個原理設(shè)計出的用于測量電路中所通過電量的裝置，稱為“電量計”或“庫侖計”。常用電量計有“銀電量計”、“氣體電量計”等。

      　　讓電池電量計更精確

      　　電池供電的移動設(shè)備如智能手機、平板電腦和筆記本電腦已為現(xiàn)代生活所必需。例如，當(dāng)今智能手機提供人們每天需多次使用的許多功能：發(fā)電郵、發(fā)短信、GPS、拍照、日歷、記事本、多媒體播放器，甚至?xí)r不時的電話。用戶通常需要在低電量時繼續(xù)操作他們的設(shè)備，如果即使顯示還剩百分之幾的電量，系統(tǒng)突然關(guān)閉，可能帶來不便。同樣，許多筆記本電腦用戶，已經(jīng)歷過在筆記本電腦為保護(hù)電池而比預(yù)期更快關(guān)機后，丟失未保存的工作的沮喪。

      　　考慮到隨時準(zhǔn)確知曉電池剩余電量對用戶的重要性，精確的電池“電量計”極其重要。但是通常用于便攜式設(shè)備的庫倫計數(shù)技術(shù)不僅不準(zhǔn)確，導(dǎo)致意外關(guān)機的可能性非常大，而且受制于溫度相關(guān)的誤差，并消耗寶貴的電池電量，而將這些電量用來為其它功能電路供電可能更好。

      　　1 庫倫計數(shù)電量計

      　　庫侖計數(shù)使用一個高精度的電流檢測電阻來監(jiān)測電池不斷輸出的電流。電流隨時間而集成，并將結(jié)果與已知的最大電量進(jìn)行比較，以計算可用的剩余電量。

      　　從根本上說庫倫計數(shù)是不準(zhǔn)確的，因為它無法檢測電池自放電事件，因自放電電流未流過庫倫計數(shù)的檢測電阻。而且，自放電事件往往升高環(huán)境溫度，改變檢測電阻阻抗從而進(jìn)一步影響精確度。此外，電池每次必須充滿電以便精確校準(zhǔn)。

      　　庫倫計數(shù)更多的缺點包括精密檢測電阻相對高的成本，以及當(dāng)檢測電流持續(xù)流過被這電阻消耗的寶貴的電池電量。

      　　庫倫計數(shù)精確度約8%左右。因此如果指示器顯示剩余電量為10%，那么實際值可能低至2%。對筆記本用戶來說，這帶來在工作中丟失未保存文件的切實風(fēng)險。在智能手機中，因系統(tǒng)關(guān)閉非必需的功能而可能導(dǎo)致通話中斷或功能丟失。由于如此不準(zhǔn)確的水平，用戶可能在即使指示器顯示還有20%左右剩余電量時就開始擔(dān)心電池剩余的使用時間。對顯示的電池使用時間驟降的擔(dān)心，只會增加對狀態(tài)信息的不信任感。

      　　當(dāng)市場耐心等待電池技術(shù)的改進(jìn)（或事實上不甘現(xiàn)狀），設(shè)備設(shè)計工程師構(gòu)思日益復(fù)雜的電源管理方案，以節(jié)省每一個可能報廢的電池電量時，電量計為用戶提供準(zhǔn)確的讀數(shù)，同時它本身消耗盡可能少的電池電量是極其重要的。

      　　

      　　2 更好的方法

      　　安森美半導(dǎo)體已開發(fā)出專利方法HG-CVR（通過使用內(nèi)部阻抗探測電流-電壓的混合計量法），根據(jù)使用精密的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）測得的電池電壓計算電池剩余電量。圖1所示為基本應(yīng)用電路，顯示使用這技術(shù)的一個電量計系統(tǒng)的主要功能模塊。

      　　

      　　描述被監(jiān)測的電池技術(shù)的電壓與電量的關(guān)系特性的參考表被存于內(nèi)存中。通過比較測到的電壓與存于表中的值，可計算出電池剩余電量。圖2說明了原理：如果測得的電壓為4.0 V，與參考表的比較表明電池電量剩余75%。

      　　在已知的時間間隔重復(fù)測量電壓。電池溫度也被監(jiān)控。根據(jù)電壓和溫度測量，和在已知的時間間隔記錄的電壓變化，就可計算出電池電量將完全耗盡前的剩余時間。當(dāng)電池電壓更低時，讀數(shù)會更頻繁，以確保當(dāng)電池剩余的使用時間變得更短時的準(zhǔn)確的預(yù)測。

      　　這種方法通過測量電池組電壓，能考慮到電池自放電事件。而且，電池?zé)o需充滿電就能校準(zhǔn)。即使電池只充電到50%，也可準(zhǔn)確計算電池剩余使用時間。

      　　由于測量間隔，監(jiān)測電路無需持續(xù)運行。這使電量計電路能在測量之間進(jìn)入節(jié)能睡眠模式。與傳統(tǒng)的庫倫計數(shù)相比，這種方法因無需檢測電阻因而降低運行能耗。

      　　

      　　3 溫度補償

      　　眾所周知，在低環(huán)境溫度下工作對鋰電池性能有顯著影響。特別地，隨著溫度降至0℃以下，電池阻抗變化，導(dǎo)致當(dāng)放電電流流動時電池壓降增加。安森美半導(dǎo)體已在其LC709203F電池電壓檢測電量計IC中添加獨特的校正算法。這算法有助于確保電量計在寬范圍的環(huán)境溫度下在所有電池電壓下的精度保持在2.8%以內(nèi)。

      　　為比較使用安森美半導(dǎo)體的LC709203F的電量計量法和庫倫計數(shù)電路的性能，裝有新電池的智能手機自適應(yīng)以支持正負(fù)極電池連接，電池組的輸出熱敏電阻被連接至LC709203F，同時使智能手機的內(nèi)置電量計能繼續(xù)運行。數(shù)據(jù)記錄器用來記錄內(nèi)置電量計的輸出，這通過智能手機的I2C總線和LC709203F的輸出來監(jiān)測。智能手機被置于一個0℃的恒溫容器中，開啟背光，運行于飛行模式。圖3所示為實驗裝置。

      　　圖4所示為比較的結(jié)果。使用LC709203F在測試期內(nèi)達(dá)到的精度高于2.8%，電池剩余電量最低水平高于2%。標(biāo)準(zhǔn)的電量計系統(tǒng)運行具有不同程度的誤差，當(dāng)電池電量即將耗盡時，達(dá)到高于6%的最高水平。從用戶角度來講，希望當(dāng)電池電量更低時有更高精度，以便預(yù)測設(shè)備可能關(guān)閉的時間。

      　　

      　　4 尺寸和省電

      　　LC709203F支持只需一個外部元器件的高能效電量計量，而替代的器件可能需要2-5個或多達(dá)14個額外元器件，這大大節(jié)省物料單成本和設(shè)計時間，還提升可靠性。而且，1.76mm x 1.6mm的封裝較替代器件小45%。結(jié)合減少的元器件數(shù)，這使電量計電路的整體線路板（PCB）面積將減少約77%。這對智能手機設(shè)計工程師可能代表了一個關(guān)鍵的好處，他們持續(xù)奮戰(zhàn)于嵌入所有設(shè)計元素以提供消費者想要的功能和用戶接口，留給元器件更小的空間使這一切成為現(xiàn)實。

      　　總功耗也更低。LC709203F工作電流為15 µA，約為相似的競爭器件118 µA的1/10。除了運行時的消耗改進(jìn)超過87%，LC709203F在睡眠模式下最高消耗60%的電流。

      　　5 結(jié)論

      　　傳統(tǒng)的庫倫計數(shù)電池電量計具有相對較差的精度，使當(dāng)今用戶在使用他們的移動設(shè)備時容易受到不便的中斷，特別是當(dāng)工作接近電池剩余電量極限時。新技術(shù)使用精密的電池電壓檢測，內(nèi)置誤差校正和溫度補償，確保一個更精確、具成本效益和節(jié)能的方案，將使用戶能更有效地管理他們的移動電池。

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        在眾多的51系列單片機中，要算國內(nèi)STC 公司的1T增強系列更具有競爭力，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的具有大容量程序存儲器且是FLASH工藝的，如STC12C5A60S2單片機內(nèi)部就自帶高達(dá)60K FLASHROM，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。
      • 循跡小車
        循跡小車
        +關(guān)注
        做單片機的工程師相比都堆循跡小車有所認(rèn)識，它是自動引導(dǎo)機器人系統(tǒng)的基本應(yīng)用，那么今天小編就給大家介紹下自動自動循跡小車的原理，智能循跡小車的應(yīng)用，智能循跡小車程序，循跡小車用途等知識吧！
      • 光立方
        光立方
        +關(guān)注
        光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹”組成的，在2009年10月1日天安門廣場舉行的國慶聯(lián)歡晚會上面世。這是新中國成立六十周年國慶晚會最具創(chuàng)意的三大法寶之首。
      • K60
        K60
        +關(guān)注
      • LM2596
        LM2596
        +關(guān)注
        LM2596是降壓型電源管理單片集成電路的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，能夠輸出3A的驅(qū)動電流，同時具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。
      • 光模塊
        光模塊
        +關(guān)注
        光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
      • STM32單片機
        STM32單片機
        +關(guān)注
        STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M3內(nèi)核
      • 步進(jìn)驅(qū)動器
        步進(jìn)驅(qū)動器
        +關(guān)注
        步進(jìn)驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。
      • Nexperia
        Nexperia
        +關(guān)注
        Nexperia是大批量生產(chǎn)基本半導(dǎo)體的領(lǐng)先專家，這些半導(dǎo)體是世界上每個電子設(shè)計都需要的組件。該公司廣泛的產(chǎn)品組合包括二極管、雙極晶體管、ESD 保護(hù)器件、MOSFET、GaN FET 以及模擬和邏輯IC。
      • CD4046
        CD4046
        +關(guān)注
        cD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其特點是電源電壓范圍寬（為3V－18V），輸入阻抗高（約100MΩ），動態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬微功耗器件。本章主要介紹內(nèi)容有，CD4046的功能 cd4046鎖相環(huán)電路，CD4046無線發(fā)射，cd4046運用，cd4046鎖相環(huán)電路圖。
      • COMSOL
        COMSOL
        +關(guān)注
        COMSOL集團(tuán)是全球多物理場建模解決方案的提倡者與領(lǐng)導(dǎo)者。憑借創(chuàng)新的團(tuán)隊、協(xié)作的文化、前沿的技術(shù)、出色的產(chǎn)品，這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展，并有望成為行業(yè)領(lǐng)袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學(xué)家們可以通過模擬，賦予設(shè)計理念以生命。
      • 加速度傳感器
        加速度傳感器
        +關(guān)注
        加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。
      • 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
        聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
        +關(guān)注
      • 服務(wù)機器人
        服務(wù)機器人
        +關(guān)注
        服務(wù)機器人是機器人家族中的一個年輕成員，到目前為止尚沒有一個嚴(yán)格的定義。不同國家對服務(wù)機器人的認(rèn)識不同。
      • 四軸飛行器
        四軸飛行器
        +關(guān)注
        四軸飛行器，又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構(gòu)，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機身的力，從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細(xì)節(jié)在“基本運動原理”中講述。
      • 基站測試
        基站測試
        +關(guān)注
        802.11ac與11基站測試（base station tests） 在基站設(shè)備安裝完畢后，對基站設(shè)備電氣性能所進(jìn)行的測量。n的區(qū)別，802.11n無線網(wǎng)卡驅(qū)動，802.11n怎么安裝。
      • TMS320F28335
        TMS320F28335
        +關(guān)注
        TMS320F28335是一款TI高性能TMS320C28x系列32位浮點DSP處理器
      • 靜電防護(hù)
        靜電防護(hù)
        +關(guān)注
        為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災(zāi)和爆炸、電子器件失效和損壞，以及對生產(chǎn)的不良影響而采取的防范措施。其防范原則主要是抑制靜電的產(chǎn)生，加速靜電泄漏，進(jìn)行靜電中和等。
      • OBD
        OBD
        +關(guān)注
        OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫，中文翻譯為“車載診斷系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)隨時監(jiān)控發(fā)動機的運行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放超標(biāo)的情況，會馬上發(fā)出警示。
      • SDK
        SDK
        +關(guān)注
        　　SDK一般指軟件開發(fā)工具包，軟件開發(fā)工具包一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件時的開發(fā)工具的集合。軟件開發(fā)工具廣義上指輔助開發(fā)某一類軟件的相關(guān)文檔、范例和工具的集合。
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