原创 移动设备电池容量的精确验证 – 程控电源技术和应用（46）

电池的容量是确定智能手机和其它移动设备续航时间的关键指标。但设计人员在为产品选用电池的时候，只根电池据制造商的技术资料确定产品的续航时间，而不具体验证用在该产品上的真实电池的容量和额定能量，得到的结果一定不精确。电池的标称容量通常以理想条件为基础，代表可从电池获得的最大电量。但事实是， 在应用中进行验证时，实际容量最终都小于标称容量

电池容量是电池规定拥有的以安时（Ah）或毫安时（mAh）表示的电容量。这与电池的额定能量不同，额定能量的单位是瓦特小时（Wh）。通过将电池容量（Ah）乘以标称的额定电压（V），您可以确定额定能量。对于移动设备的运行时间来说，电池的实际能量比电池的容量更重要，因此对这个两个值进行验证是非常重要的.温度和电池寿命也会影响从电池获得电量，因此， 要确定移动设备的运行时间，您还需要考虑这些因素。

验证电池的标称容量和额定能量需要在精密的控制条件下，精确地记录电压和电流。

对于充电电池来说，在充电和放电条件下，极小的差异都可导致电池电容和能量出现巨大差异。因此，精确地复制和控制所有条件以获得良好的测量结果非常重要。一个关键条件是放电速率，通常表述为一定 AH 额定容量比例（简称为 C 率）下的恒定电流放电。例如，一个制造商可能会规定 0.3 的放电 C 率，因为高放电率可使电池提供的容量和能量降低。

从理论上讲，0.3 的 C 率将使电池在 3.33 小时内完全放电。对于 2Ah 电池，0.3 的 C 率将是 0.6 A 的恒定电流放电。还有一点值得注意的是，测得的额定能量可能因标称的额定电压的不同而不同，因为实际的电池放电电压特性可能使结果略有不同。确定电池的容量和额定能量时，精密地控制测试条件，同时精确地记录电池的电流和电压可确保精确、一致的结果。

验证电池容量和额定能量的实例

我们使用图 1 中描述的设置以固定的 C 率使手机的充电锂电池放电。Agilent N6781A SUM电源模块提供完整的 2 象限功能，使其非常适合作为精密的高性能电子负载和直流源使用。使用 Agilent 14585A 软件快速设置和显示 0.3A 的恒定电流放电和 3.0V 的截止电压及长期数据记录，以验证电容和额定能量

图 2 显示电池容量和额定能量的验证结果。将测量标尺置于数据记录的起始和截止电压点上，显示出电池提供 879 mAh 和 3.32 Wh。这两个值居然比于电池技术资料给出的 1Ah 和 3.6 Wh 额定值小15%！下一步是确定哪些因素导致了以上差异，然后评定是否可从电池中提取额外的容量。如图所示，最好不要假设电池的额定容量和能量将是您所要获得的容量和能量，将其作为确定手机和移动设备运行时间的一部分进行验证十分重要。

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