为您的电池供电物联网设备增压

图 1. 电池寿命、电池消耗和电池仿真的集成解决方案

是德科技博客

当今的物联网设备：更多电子设备、更多传感器、更高效率

技术正在迅速发展，改变着社会的许多方面，包括人们如何沟通、导航、治疗疾病，甚至保卫家园和国家。物联网 (IoT) 现在拥有比以往更多的电子设备来运行更好的诊断，更多的传感器来提高自主性，以及更好的连接以避免干扰。为了便于携带，物联网设备变得越来越小，从而催生了电池供电的设备。技术领域的这些变化正在引领我们走向电力革命。一场革命，通过更可持续、更环保的电池材料带来更长的电池寿命、超快速的电池充电。行业和研究中心正在引领电池开发、制造和测试领域的突破。

N外部电源挑战

与二十多年前相比，电池行业已经取得了长足的进步。如今，电池制造商不断尝试寻找更便宜、更轻且功能更强大的解决方案来支持各种电池供电的设备。消费者在消费电子、医疗保健、汽车和军事等各个行业都需要更耐用、充电更快的电池。医疗保健行业严重依赖更好的电池来支持医疗设备，例如便携式且方便的血压计、助听器、心脏支持设备和胰岛素泵。军事应用在偏远地区充电或更换电池之间可能需要长时间供电。

除了电池制造商之外，物联网设备制造商在设计新设备时也会考虑电池特性——从设计和原型设计到产品开发、产品测试和制造。它是其中之一物联网设备最重要的考虑因素，赋予它们独特且有市场的竞争优势。

设备设计和原型设计

在整个设备设计和原型制作过程中，设备设计人员都会牢记设计的效果以及它将如何影响电池。

确定电源策略 延长电池寿命的第一步是确定设备的电源策略。在进行设计之前，重要的是要确定新无线设备的功能和用途，识别硬件组件和规格，决定无线电连接和热管理的类型，并考虑软件可扩展性、加电时序和排序。上述每一项都会影响设备设计。 选择电池 下一步是为设备选择正确的电池。设备设计人员需要了解设备的物理尺寸和重量以及适合开发人员的电池化学成分冰，以及电池如何连接到设备。设备设计人员将在设计中纳入电源要求，并确定其是否满足设备的标称电压、算法和无线传输协议。 表征 最后，根据确定的电源策略和设备设计来表征所选电池的特性。无论是电池容量、内阻还是开路电压，设备设计人员都需要根据设计进行验证。

设备开发

研发工程师在延长物联网设备电池寿命方面发挥着同样重要的作用。

模仿 工程师的任务之一是模拟电池并根据设备设计、软件和固件对其进行测试。该测试涵盖了各种测试场景，结合了硬件和软件设计，无需等待实际电池进行充电和放电。 验证 下一次评估确认电池的容量能源额定值与数据表一致，以验证运行时间是否满足设备的设计。   循环 研发工程师将在某些预先定义的测试条件下确定电池的老化对设备性能和可靠性的影响。 测试 研发工程师还在各种环境条件下进行了耗尽测试，以真实评估现实生活中的电池性能。 认证 电池认证和合规性可确保用户安全符合美国保险商实验室 (UL) 认证和废弃电气电子设备 (WEEE) 组织的指南。

电池测试充满挑战

虽然设计和开发无线设备的步骤听起来很简单，但设计工程师面临着许多挑战。例如，设计工程师必须了解新设备如何耗尽其电池容量。

随着物联网的小型化，低功耗物联网设备以非常低的 µA 电流运行后台允许设备在空闲时间运行。与设备活动或传输时使用的电流相比，睡眠电流也非常低。设计工程师必须隔离和测试特定的硬件子电路，因为某些子电路必须始终在后台运行才能使设备正常工作。

设计工程师还将测试和表征他们的设备、其子电路以及 电池，可单独使用，也可组合使用。设计工程师需要验证和测试设备，以确保其在批量生产之前满足概念验证的要求。

端到端设备电池测试解决方案

设备设计人员如何准确测量所有瞬态活动，以有效测量物联网设备的总体电流消耗？设计工程师如何测试其设计和算法更改的影响，并根据复杂的客户使用模型对其进行验证？

设计工程师想要一个解决方案at 可以帮助他们执行电池表征、仿真、循环、电流消耗和基于事件的功耗分析，以优化和最大限度地延长设备的电池寿命。

Keysight X8712A / N6705C 直流功率分析仪及其源测量单元和电子负载模块以及三个兼容的软件工具是一个集成解决方案，可以帮助您解决电池寿命、电池消耗和电池仿真问题。该集成解决方案可减少电池测试时间和复杂性，帮助设计工程师选择、优化和验证电池性能。然后，设计工程师可以轻松准确地测试和表征他们的设备和电池，以便做出明智的权衡以优化电池运行时间。

结论

电池技术和测试工具正在迅速发展，以满足期望和要求。设计工程师应在设计早期和整个开发过程中捕获和分析电池性能数据避免在开发周期后期修复问题所需的昂贵且耗时的返工。此外，准确的电池寿命测试带来的深刻见解为您提供了探索延长和优化物联网设备电池寿命的新方法的最佳机会。

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