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1、锂离子电池容量计量之"库仑计"法手机型号：波导S1200锂离子电池容量计量之"库仑计"法;一直想写一篇关于电池容量库仑计的文章,可以要完全说明库仑计的工作原理却相当的麻烦,因为这种容量计量方法涉及的电池方面的知识太多太复杂,同时还有一部分集成IC方面的知识.为了"雅俗共赏",我就把这篇关于库仑计的文章分成四个部分.1.基本概念介绍,就是引出为什么要用库仑计来计量电池容量.2.库仑计简单说明,讲得比较浅适合一般的用户.3.库仑计进阶说明,详细补充库仑计的工作原理.4.有
2、关库仑计在手机上使用的各种现象解释,特别是拥有爱立信手机的机友,不妨参考一下☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第一部分.基本概念介绍;mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.;折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.;库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒.;1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑;mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.;比如一颗900mAh的电池可
3、以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.在"锂离子电池容量计量之电压法"一文中,我详细介绍了用电池电压近似获得电池容量的方面.但是这个方法是比较粗糙的.要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.如何得到流经的电荷量呢,就只有通过测试单位时间内回路流经的电流大小.如果测到的电流是恒定不变的,把测到的电流乘于时间就可以简单的得到了电荷量了.这钟情况一般只有实验室里面才能发生.
4、通常用一个恒流来放电计算电池的容量,而且测到的容量也比较精确.如果测到的电流是随时间变化的,那么就需要对这个变化的电流进行积分才能得到电荷量,手机上的电池就是这种情况,电流随时都在变化.电流要如何测到呢?简单的讲就是通过测量一个特定的电阻两端的电压(单位伏特V或毫伏mV),把电压除于这个电阻的阻值(单位欧姆ohm或毫欧mohm)就得到即时的电流值(单位是安培A或毫安mA)了.☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第二部分,库仑计的工作原理及简单应用■库仑计工作
5、原理■目前手机电池的容量计量(象爱立信手机电池),是在电池的保护线路上串联了一个电量计量芯片,其中串联的是一个集成的电阻,电阻值一般是20~30毫欧之间.其基本原理是,芯片上集成了一个取样电阻,当流过不同电流后产生不同的压差,芯片就对这个电压(实际转换为电流)和时间进行积分,得到用户使用时的正确电量(注意,电量的单位是mAh).;;很多芯片可以实现这个功能,TI的,MAXIM的几个半导体芯片公司均有类似产品出品.电池增加这个芯片后,成本提高,对手机也提出了"通讯"的要求.所以很多手机
6、没有这个功能.那么该芯片通过实时积分得到容量以后,把容量(单位是mAh)数据存储在芯片的EEPROM中,并根据手机的需求,通过通讯线传递给手机.那么手机就得到了这块电池的准确容量.;;库仑计的芯片,即电量计量芯片是装在手机电池里面的,通常是与锂离子电池的保护线路设计在一起.;;在库仑计芯片的存储器里面通常有如下的基本电池信息▲电池的初始容量(mAh),即额定容量,一个电池完全充放后得到的容量▲电池的当前容量(mAh),处于使用状态是的电池容量▲当前流经的电流(mA)
7、,即手机的电流损耗■库仑计简单应用■但是一般手机不会显示容量(比如"还有550mAh"或"剩下345mAh")这么一个让用户不好理解的数值.这里就有两种容量显示方式,通过计算把容量mAh转换成可以很好理解的另外一种单位.1.容量百分比(单位是%)每个电池都有一个初始容量或称为额定容量.把当前的电池容量除于额定容量就可以得到当前电池的容量百分比一块额定容量为600mAh的电池,如果当前电池容量只有456mAh,手机就显示456/600=76%.2.待机时间和通话时间(
8、单位是时间:小时h)手机本身根据自身的待机或通话电流损耗,会相应的内置一个计算公式,见这个容量转换成用户可以理解的待机时间和通话时间.待机时间的计算公式就是:电池的当前容量/当前流经的电流=***小时通话时间的计算公式就是电池的当前容量/通话时平均电流=*小时☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第三部分库仑计进阶说明1.电路有两种类型的设计电路来获得电池的容量一种是A/D模数转换,通常是12位精度,将电压值转换为12位精度的1
