[讨论]准备DIY一个低功耗设备的平均功耗测试仪,大家讨论下

2019-12-09 13:47发布

如题:现在开发低功耗产品,基本上都是睡眠一会儿,工作一会儿,得到平均功耗的方法是:测量睡眠时功耗(大约几个uA),和工作时的功耗(大约几十mA),和工作周期,进行计算。
我准备做一个设备,可以自动计算平均功耗数据(其实就是电压电流对时间的积分)。
测量间歇工作的低功耗的难点在于电流变化大(几个uA到几十个mA)采样电阻不好取值,变化迅速(工作持续时间可能在几个mS)。
基于如下测量原理图:
{ZIN$M$M7PYS_C@VBE7C`S0.png (56.91 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2019-11-19 10:10 上传
红 {MOD}为主电流回路,RL两端是输出端子,RL是外接负载(即低功耗设备),红线左边是控制电路,主要是控制输出电压,RV1可以是DAC芯片,可以程控。红线右边是测量电路,R1是电流采样电阻,由于运放U3A和MOS管的调整效果,采样电阻可以随便选择,都不影响输出电压。U1A和U1B两个跟随以后,可以多级放大,分级采集电流。也可以把R1采样电阻分成多个电阻,每个电阻对应一个电流区间。如果选用低输入偏置电流的运放,4个蓝圈处的电流均可忽略,这样就能保证小电流(几个uA)也能准确测量。

至于采集,高速ADC应该不难找,时间轴上能达到uS级别的分辨率,应该不成问题。
电压控制基本上没难度,就是个DAC控制。当然也可以做的高大上一些,设置电池的放电曲线,模拟电池输出。

请大家讨论下这个方案的可行性和缺陷。以及是否有这方便的需求。
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30条回答
zqf441775525
1楼-- · 2019-12-10 11:07
本帖最后由 zqf441775525 于 2019-11-19 10:54 编辑
wajlh 发表于 2019-11-19 10:48
算算18bit的ADC够不够, 18bit/500k的ADC价格已经过百了。


R1这个检流电阻可以分成好几个,直接串联即可,比如用一个0.1欧姆的电阻来采集10mA - 500mA的范围;用1欧姆的电阻来采集100uA - 10mA的电流;用10欧姆电阻来采集100uA以下的电流。分三个区间采集就行了。

这样就用不着高分辨率的ADC了。
wajlh
2楼-- · 2019-12-10 13:21
zqf441775525 发表于 2019-11-19 10:53
R1这个检流电阻可以分成好几个,直接串联即可,比如用一个0.1欧姆的电阻来采集10mA - 500mA的范围;用1欧 ...

挡位切换需要时间的,这段数据很难处理的。   
zqf441775525
3楼-- · 2019-12-10 15:53
本帖最后由 zqf441775525 于 2019-11-19 11:04 编辑
wajlh 发表于 2019-11-19 10:57
挡位切换需要时间的,这段数据很难处理的。


三个档位同时采集,根三个采集到的数据,再取舍到底用哪个档位的数据,比如低电流档位的数据满偏了,那就用高电流档位的数据。
主要是大电流情况下,10欧姆检流电阻上的压降比较大,这儿要做一下取舍,加上电流高边采样的和运放耐压的问题,就不能提供那么大的电压了。比如在500mA的情况下只能提供5V电压,100mA的情况下可以提供12V电压。
zqf441775525
4楼-- · 2019-12-10 21:10
 精彩回答 2  元偷偷看……
belongfs
5楼-- · 2019-12-11 02:04
我也想做一个,苦于没时间。楼主做好了我买一个
lyg407
6楼-- · 2019-12-11 05:12
也需要这样的一个设备,持续关注。

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