電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠）隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池的應(yīng)用正向各個(gè)領(lǐng)域快速滲透，說到應(yīng)用電池的產(chǎn)品，很多人都會(huì)存在續(xù)航焦慮的問題，尤其是日常使用較為頻繁或功耗較大的設(shè)備。影響電池應(yīng)用設(shè)備續(xù)航的因素不僅僅只是電池材料、電池能量密度，用電設(shè)備的應(yīng)用場景和電路、元器件的設(shè)計(jì)對(duì)電池的續(xù)航能力也有很大的影響。因此，產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與調(diào)試環(huán)節(jié)極其重要。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、調(diào)試過程中，開發(fā)工程師往往會(huì)做一些電路有效性、功耗、電壓與電流的監(jiān)測分析等工作，在這一環(huán)節(jié)中對(duì)檢測設(shè)備的精準(zhǔn)度要求極為嚴(yán)格，使用存在誤差的檢測設(shè)備，可能會(huì)因?yàn)橐恍┘?xì)小的參數(shù)變化無法偵測，導(dǎo)致終端產(chǎn)品存在功耗過大和潛在的安全隱患問題。

在電路檢測過程中的主要會(huì)面臨，電流變化過快，電信號(hào)無法及時(shí)捕捉。被測設(shè)備應(yīng)用場景的多樣性，需要長時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行測量才能保證設(shè)備的合理與安全性。處于待機(jī)或休眠狀態(tài)的設(shè)備，電流往往會(huì)低至mA級(jí)甚至μA級(jí)，同時(shí)，在工作狀態(tài)下，設(shè)備的電流也會(huì)由毫安級(jí)瞬間提升至數(shù)十A甚至上百A，在這些應(yīng)用中，對(duì)測量設(shè)備的測量精度和采樣頻率都有著嚴(yán)格的要求。

11月7日，電子發(fā)燒友網(wǎng)舉辦了“2021電機(jī)控制先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)”，是德科技的高級(jí)應(yīng)用工程師陳時(shí)柱在研討會(huì)中圍繞著《延長電池供電的BLDC續(xù)航能力的深層考》的主題進(jìn)行了分享，還展示了一系列可應(yīng)用于測試、測量、模擬的軟硬件產(chǎn)品。

圖源：電子發(fā)燒友網(wǎng)攝

是德科技在測量領(lǐng)域有著80年的技術(shù)積累，測量技術(shù)也得到了不斷地突破，據(jù)介紹，是德科技的測量設(shè)備具有高采樣率、高分辨率的特點(diǎn)，能夠快速捕捉瞬態(tài)的電壓、電流，電流采樣精度達(dá)到了μA級(jí)。同時(shí)，是德科技的測量設(shè)備能夠?qū)Ρ粶y設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間的測量和記錄，通過軟件算法的配合，可對(duì)記錄下的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這些測量精度與采樣頻率都是傳統(tǒng)測量設(shè)備無法做到的。

在研討會(huì)上，是德科技介紹了N6705C直流電源分析儀和BV9200B電源控制軟件。N6705C分析儀內(nèi)部集成了數(shù)字萬用表、示波器、波形發(fā)生器以及數(shù)據(jù)記錄儀，在接口方面，N6705C提供了4個(gè)插槽，同時(shí)可為4臺(tái)待測設(shè)備進(jìn)行測量，進(jìn)而提高了電壓、電流測量的效率。其中，數(shù)字萬用表的電壓測量精度為0.025%/50 μV，電流測量精度為0.025%/8 nA。示波器可對(duì)電壓電流數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，采樣精度高達(dá)200KSa/s，能夠精確捕獲快速變化的電壓、電流數(shù)據(jù)信息。波形發(fā)生器最高支持帶寬為100 kHz，功率為500W波形輸出，多用于模擬設(shè)備的波動(dòng)測試。N6705C還具備了數(shù)據(jù)記錄儀功能，可通過修改參數(shù)，配置20 μs到60 s的數(shù)據(jù)采集間隔并記錄下每一節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)。

BV9200B電源分析軟件，這款軟件可與4臺(tái)測量設(shè)備相連，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。BV9200B可完成長/短時(shí)間波形分析、64KSa波形編輯以及統(tǒng)計(jì)分析等功能。這軟件對(duì)瞬態(tài)電流、電壓采樣精度與N6705C一致。在長時(shí)間波形分析模式下，采樣的分辨率達(dá)28bit，可進(jìn)行長達(dá)1000小時(shí)的電路狀態(tài)測量，并將采集到的數(shù)據(jù)保存于電腦中。在波形編輯模式下，可直接導(dǎo)入內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)波形、公式等，簡化的軟件使用的難度。為方便使用者對(duì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，這款軟件還計(jì)入了API函數(shù)調(diào)用功能。

是德科技在本次研討會(huì)的主要內(nèi)容是圍繞著電池續(xù)航能力與用電設(shè)備的功耗展開的。據(jù)是德科技介紹通過上文提到的N6705C直流電源分析儀和BV9200B電源分析軟件，可直接通過仿真實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品所需的功能，進(jìn)而降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷和開發(fā)階段的成本投入，提高產(chǎn)品開發(fā)效率。

圖源：是德科技

在研討會(huì)上是德科技分享了，用于無人機(jī)電池飛行續(xù)航時(shí)間和容量仿真的案例，用N6705C作為負(fù)載、BV9200B軟件仿真，通過軟件的監(jiān)測能夠?qū)崟r(shí)地記錄無人機(jī)由起飛到降落的全過程，能夠讓工程師更直觀地看到設(shè)備運(yùn)行電流、電壓的變化，加速工程師對(duì)無人機(jī)在工作工程中功耗與性能異常的部分進(jìn)行精準(zhǔn)優(yōu)化，進(jìn)而提升電池的續(xù)航能力。

圖源：是德科技

同時(shí)，還可以對(duì)電池的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，對(duì)電池的續(xù)航時(shí)間以及電池容量進(jìn)行驗(yàn)證，通過電池模擬器直接調(diào)用任意規(guī)格的電池模型，通過配置參數(shù)調(diào)節(jié)電池內(nèi)阻的大小、端電壓、電池起點(diǎn)等。通過仿真直觀地看出電流、電壓的無縫變化，方便工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池電流、電壓變化的異常，能夠及時(shí)針對(duì)異常做出優(yōu)化，提高電池性能。

結(jié)語

通過測量設(shè)備的測量與仿真軟件對(duì)用電設(shè)備和電池工作狀態(tài)的模擬，通過檢測與仿真數(shù)據(jù)能夠快速地發(fā)現(xiàn)功耗異常的節(jié)點(diǎn)，提高了工程師對(duì)產(chǎn)品優(yōu)化的針對(duì)性，對(duì)延長電池供電設(shè)備的續(xù)航能力有很大的幫助。