цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Правильный подбор аккумулятора в целях обеспечения требуемого времени работы беспроводного устройства

Правильный подбор аккумулятора в целях обеспечения требуемого времени работы беспроводного устройства

Автор: Mike(admin) от 26-08-2016, 16:23

Правильный выбор аккумулятора с целью достижения необходимого времени функционирования беспроводного устройства не является такой уж легкой задачей. Во-первых, необходимо учесть все требования по питанию конкретного устройства и желаемое время работы. Взяв среднее значение тока, которое, как ожидается, будет потребляться устройством, и умножив его на количество часов желаемого времени работы, можно в итоге вычислить искомую емкость аккумулятора.


Но нужно заметить, что это всего лишь грубый подсчет. Такие эксплуатационные условия и параметры, как рабочая температура, пиковый ток и рабочий цикл (отношение величины пикового тока к величине рабочего тока) обязательно повлияют на то, какое количество всей энергии аккумулятор отдаст устройству и, вследствие этого, повлияют и на время работы этого устройства.


Другими словами, даже при том, что изменяющаяся в широких пределах величина динамического тока может быть представлена средним значением, та емкость, которую имеет аккумулятор с учетом изменяющегося в широком диапазоне тока, не будет представлять ту величину емкости, которую имел бы аккумулятор с учетом среднего значения тока как усредненного динамического тока.


Например, если устройство требует ток со средним значением 180 мА, и необходимо, чтобы оно работало 10 часов, то потребовался бы аккумулятор на 1800 мА/ч. Но если устройство потребляет пиковые токи величиной до 1.7 А в течение 10% времени работы и 10 мА в течение оставшихся 90%, а среднее значение рассчитано на 180 мА, то можно и не достигнуть требуемого времени работы в 10 часов при использовании аккумулятора на 1800 мА/ч (в зависимости от химического состава аккумулятора и времени разряда в рабочем цикле).


Проверка


Следующим шагом является выбор аккумулятора на основании документации от производителя. В таком случае неплохо было бы оценить насколько точно его параметры соответствуют заявленным в документации. В зависимости от самого аккумулятора и контроля качества при производстве, можно обнаружить что есть некоторые расхождения в параметрах как в пределах одной партии так и между ними.


Сам изготовитель не может учесть всех этих нюансов, влияющих на производительность, поэтому желательно провести серию стандартных экспериментов для проверки и сравнения параметров выбранных аккумуляторов с показаниями документации. По полученным статистическим данным можно определить диапазон изменения. Затем из проанализированного набора следует выбрать аккумулятор с наихудшим показателем емкости. Теперь любой аккумулятор, взятый с бОльшим значением емкости, лишь добавит дополнительное время ко времени функционирования устройства.


В дополнение к такой проверке желательно еще протестировать аккумулятор при различных условиях (разряде, восстановлении и температурных изменениях), чтобы сформировать статистику, показывающую, как конкретный аккумулятор будет реагировать на изменение определенных условий во время работы.


Сегодня достаточно легко найти испытательное оборудование для проведения серии стандартных экспериментов. Специализированные системы проверки батареи предоставляются с уже установленным и готовым к использованию программным обеспечением, которое позволяет проводить эксперименты по измерению емкости и производительности аккумуляторов. Данные экспериментов сохраняются в базе данных, которая позволяет сформировать статистику разброса параметров в пределах одной серии и между партиями аккумуляторов. Такая проверка способна привести к собственной оценке параметров аккумуляторов относительно спецификации от производителя.


На самом деле


Наиболее важным является, то как будет вести себя аккумулятор в реальных условиях, которые он будет испытывать при его использовании в конечном пользовательском устройстве. Конечно, для беспроводных устройств могут быть различные варианты использования.


Если устройство представляет собой смартфон, то фактические варианты использования будут зависеть от пользователя. Таким образом, решение сколько создать оптимальных вариантов эксплуатации, один или более, будет определяться проектировщиком. Каждый вариант включал бы последовательность разговора, набора текстов, доступа к веб-страницам, просмотра видео, прохождение игр и прослушивание музыки. Количество времени, потраченное на каждую задачу, варьировалось бы между этими вариантами, оптимально распределяя общее время с учетом как вариантов, требующих больших величин потребляемого тока, так и менее требовательных.


Такой вид эксперимента, который показывает, как устройство разряжает батарею при реальном его функционировании, носит название тест истощения заряда батареи (battery rundown test). Это наиболее трудно осуществимый вид проверки. Имеется два варианта воспроизведения данного эксперимент (см. рисунок).


Анализатор постоянного напряжения Agilent N6705B

Анализатор постоянного напряжения Agilent N6705B оснащенный модулем анализатора разрядки батареи Agilent N6781A и программным обеспечением управления и анализа Agilent 14585A предоставляет полный набор инструментов для выполнения проверки разряда батареи

Первый заключается в проверке аккумулятора в реальных условиях функционирования при питании беспроводного устройства. При этом устройство работает при желаемом варианте использования, и аккумулятор в начале процесса своей разрядки имеет полный заряд. В течение эксперимента необходимо непрерывно измерять и регистрировать потребляемый ток устройством от аккумулятора и напряжение на самом аккумуляторе.


Получив по результатам измерения две волнообразные кривые, можно увидеть реальную динамику потребления тока из аккумулятора и результирующее напряжение на нем, которое спадает в течение времени работы устройства. Все это даст наиболее реалистичную оценку времени работы батареи.


Второй способ в целом похож на первый за исключением того, что для разрядки вместо реального беспроводного устройства используют его модель. Модель представляет собой электронную нагрузку, которая непрерывно перепрограммируется с целью получения того же семейства кривых, которое бы обеспечивало реальное беспроводное устройство, настроенное на необходимый вариант использования.


Хотя это всего лишь симуляция, которая может и не обеспечить наиболее реалистичную оценку времени работы, этот метод все же предоставляет больше гибкости, так как модель может быть перепрограммирована для симуляции различных вариантов использования.


В итоге, процесс выбора подходящей батареи заключается в первичном поиске необходимого аккумулятора, анализа его спецификации для понимания пределов разброса параметров в пределах партии, между ними и между продукцией различных производителей, и, наконец, измерении фактического времени работы в реальных условиях.




Теги: аккумулятор



   Благодарим Вас за интерес к информационному проекту digitrode.ru.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий