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嵌入式产品电流测试介绍

Posted on 2007-05-25 13:31  宣言  阅读(1500)  评论(5编辑  收藏  举报

 

  本文阐述了电源设计、测试重要性的同时介绍了有关测试原理和方法,希望能给有关产品开发人员提供参考。

【关键词】 电流测试,测试环境、GPIB卡, 直流源

 

一、概述

 

生活中,我们会听到一些朋友抱怨说其买的手机耗电太厉害,用不到两天电池就没电了的情形;也听过一些朋友在选择数码相机时说某知名品牌产品耗电太厉害而去选择其他品牌产品的情况……

 

类似情况严重影响了相应产品在用户心中的形象,进而影响到厂家产品销量,我们难以想象不被用户认可的产品在市场上将得何立足。

 

出现这种电池短命的情况,除了和用户本身使用以及产品硬件等有关外,再者就是产品本身的软件,是产品软件电源管理部分做的不够好,从而导致了产品电池短命情况。

 

所以说良好的电源设计对一款产品而言是相当重要的,当然开发过程中如何去测试产品的耗电情况自然也相当重要。记得我曾做一款手机手机的待机电流测试时遇到一个现象,在进行一些简单操作后,手机在待机状态下会出现电流具高不下的现象,平均待机电流有50mA,当这种情况出现的时候一块1100mA的电池不到一天就将电量耗尽。所以说良好的电源设计重要,测试也很重要。

 

二、测试原理

 

1.有关名词

以下是一些和电流测试有关的名词及相应解释。

 

安培(Ampere):

 

电流单位,用A表示,1A=1000mA.

 

基底电流(Baseline Current):

 

在低功率待机状态下的最小电流,基底电流是支持设备最基本工作任务运转的的必需电流.

 

电流(current):

度量每秒钟通过的电子数量的一种单位,用AAmperes)表示.

 

占空系数(Duty Cycle):

 

    一个工作组件或者工作任务运行时在一个工作循环中所占时间比例,通常用百分比或者比率来表示。

 

功率(power):

 

在单位时间里所消耗的能量,用瓦特(Watts)表示.1W=1000mW.

 

电压(Potential):

 

    度量电源能量的一种方法,单位用伏特(Volt)表示,1V=1000mV.

 

电阻(Resistance):

 

度量一种物质阻碍电流流动的程度,单位用欧姆(Ohms)表示.

 

2.测试原理

 

对于一块充电电池,我们可以将其看做是一个容器,其中的电流则相当于容器里的水。电池电压是恒定不变的,这种恒压是通过电池相关物质的化学特性来控制的。在恒压情况下,根据设备的平均工作电流我们就可以计算出相应工作时间。即

 

    工作时间=电池容量/平均电流  

 

如我们看到的一块标有电压3.7V容量为1000mAh的电池,其表示为在工作电压为3.7伏,可供平均电流为100mA的设备工作10h.

 

三、测试环境

 

由以上知,我们想要获得一个电子产品的工作时间,只要计算出其平均电流即可。以下将介绍有关平均电流测试环境的搭建问题。

 

1.  设备需求

硬件:PC一台、直流恒压源一个、GPIB卡一块、连接线及夹子若干

 

软件:GPIB卡驱动、测试软件

举例,以下是使用Agilent电源66311BNI GPIB卡以及有关测试软件所搭建的电流测试平台。

 

1硬件需求

 

在硬件设备上需要一个GPIB数据采集卡(我们使用的是NI)、GPIB数据线、一个模拟电池、一个电源(我们使用的是Agilent 66311B)、PC一台、电容(8200 uF,起滤波作用)、连接线若干

 

2软件需求

LabCVI开发软件(因为我们使用的电流分析软件是使用LabCVI开发环境开发的)、电流分析软件(我们使用的是在LabCVI环境下开发的与NI GPIB卡相配套的电流分析软件)、GPIB卡驱动软件

       

              

 (图1)

 

 

   

                                                       (图2)

     

   上图(1)为电流测试软件工作界面,由图知软件清晰地的记录了平均工作电流、最大最小电流以及测试时间等。图(2)为电流异常情况图示.据此,我们可以通过有关电流来发现问题和计算设备有关工作时间等。

 

四、测试方法

 

整个测试环境打建完毕后,在测试上相对是比较简单的,比如一款手机的测试,我们可以从以下几方面开展:

 

1.模块测试:单独运行某个模块,如通话、播放音乐等针对某个模块进行,通过测试看该模块的瞬间电流以及平均电流是否正常,如出现电流过大则说明软件电源管理部分需要优化;

 

2.多任务测试:进行多任务操作,看电流是否正常,同时测试在进行某些操作后返回到Idle状态,看Idle状态下的电流是否有出现电流居高不下的异常情况。

 

五、注意事项

 

  由于设备受环境影响可能会比较大,比如手机,在信号条件不同和所接SIM卡不同的情况下,其测试结果可能会有比较大的差别,所以我们在做有关测试时要结合实际情况考虑,在测试平均电流时一般测试时间尽量长一些。