Portapack应用开发教程（十八）电池选型中

接下来我要开始用源表来测量PortaPack在各种状态下的功耗，以及各电池的实际能量。

所谓源表就是一个可以作为普通供电用途的电源，它除了供电外还能把电压和电流与时间关系像示波器信号一样记录下来。另外，它也可以作为负载消耗电能。

我们要做的第一件事是测Portapack的功耗，如下图，把PP的供电口接到电源输出上，用NGM电源给PP供电。

然后把源表接入电脑，电脑上打开配套功耗测试软件，如下图。

蓝色是实时曲线，可切换PP上的不同功能开关看一下电流的变化。也可以保存下来后离线分析。

对我来说，先做好一连贯动作后离线慢慢分析更方便，如下图。

我可以用Cursor来观察某个时间点上准确的电流电压和功率值。

我用不同颜色标识出了我当时实验时PP的不同状态。

从左往右，第一个淡蓝色箭头对应开机主界面（电压4V)，第二个深蓝箭头对应打开Audio（NFM模式，未开喇叭和LNA），第三个紫色箭头电源电压降低到3.8V，第四个粉红箭头再次回到主界面，第五个淡红箭头再次来到Audio（NFM模式，未开喇叭和LNA），第六个橙色箭头Audio切换为WFM模式，第七个黄色箭头，打开LNA。

接下来，黄色框表示我在切换喇叭开关，音量90。绿色框表示我在切换LNA，增益40。灰色框表示我切换到了信号源APP中，并切换开始或停止发射，增益47。最后咖啡色框是我在操作息屏和点亮屏幕。

综上，可以得出结论：

1.电压变化，电流变化不大，只有10mA的区别。

2.开关Audio APP，比主界面增加260mA电流。

3.同样在Audio APP内NFM和WFM切换也能达到40mA的差距。

4.开关LNA，差距是40mA。

5.开关喇叭，差距是100mA。

6.开关信号发射功能，差距是270mA。

7.熄灭屏幕背光，差距是50mA。

8.耗电排名发射>喇叭>屏幕>LNA。

9.最大电流650mA，对应功耗2.5W。最小电流240mA，对应功耗0.9W。

(后来测试还发现一点，接不接GPS有源天线，也会有10mA的差距，这个差距与进GPS APP无关，只与是否接有源天线有关，说明即使不开APP，也存在电压偏置，但是GPS天线中的LNA耗电量不大）。

我们可以假定PP的使用场景为，电压4V，电流450mA。然后把它想象为一个等效电阻，算下来阻值是8.8欧，把待测电池接上这个电阻，并统计电池从满电状态到电量不足时（根据上一篇，对应最低电压3V）的能量消耗就能算出这个电池的容量。

如果我们找一个普通电阻，只能边测电压边计时来测算出能量消耗。然而，有了这个可以当作负载用的源表，我们可以直接把它设置为恒阻负载，然后直接在屏幕上统计出能量值。

通道2恒阻设置：

通道2输出口设置为负载模式：

用safety limits来设置最低电压3V：

通道2接电池之前先用通道1对通道2供电，简单验证：

供电电压4V远大于3V时，通道1恒压供电，通道2恒阻。

通道1小于3V变为2V时，通道1变为恒流耗电，通道2变为恒牙供电了，都是小电流。

可以确认这样通道2不会把供电电池电压消耗到3V以下，不会损坏电池。

接下来我打算比较这几块电池的实际容量。

先像下图这样测600mAh电池接在源表上，电压从4V开始下降，下降得很快。

1小时20分钟后，电流降低到差不多PP要关机的电流大小，能量是1.925Wh。

虽然低于3V了，应该停止，但是实际还是蓝色恒阻模式。我对此有点疑问，但是可以计算3V左右 8.8欧电阻，电流应该是340mA，大于照片里的电流，说明源表正在切换状态的临界了。我继续等待了一段时间，等到从开始放电起的1小时50分钟后，如下图：

越往后电流越来越小，始终没切换模式，可能要等上很久，因为如此小的的电流下能耗很小电压也降低很慢。这电流已经小于pp能不关机的电流了，所以后续测试意义不大了，但是测出的消耗电能是2Wh，已经与标称2.22Wh比较接近，达到90%。

后面我都会测这两个时间点，一个200mA左右，对应PP关机电流，可测出关键前耗电总能量，另一个27mA左右，对应安全使用电池条件下的放电总能量。

下面是800mAh电池的测试过程，它一接上电压就低于4V，可能没完全充满。

1小时36分钟后，电流差不多达到关机电流，此时能量消耗为2.27Wh。（我没抓到与上次完全一样的时刻，因为电流下降比较快。）

从开始测试起的2小时后，达到27mA电流，能量是2.37Wh，达到标称总能量的80%。

经过上面600mAh和800mAh电池的对比可以知道，800mAh的电池容量确实要比600mAh的大，但是并不是成比例的增大。800mAh电池只能达到其标称的80%，600mAh能达到其标称的90%，只是800*0.8>600*0.9，所以800mAH的电池还是会更经用一些。

接下来是900mAH电池的测试：

1小时40分钟后达到关机电流

2小时5分钟后达到不损坏最低电压

总电能2.32Wh只占到标称的3.33Wh的70%。

下面测1200mAh的电池，由两颗600mAh电池串联而成，电池太厚塞进pp和hackrf会有点问题，所以只是参考。

这个电池实际电能3.9Wh达到标称4.4Wh的88%，算是比较足额的。

到此为止4颗电池比较完毕，不考虑1200mAh那颗的话，剩下3颗电池实际电能最多的是800mAh的，900的反而不如它多。我打算重新测试一下。重点比较这两颗电池。

后面我都用源表给电池充电，因为pp给电池充电一晚上，达到最高值时会停止供电，反而消耗锂电池电能，比如充一晚上到4V后到第二天开始慢慢下降到3.65V 。

下图就是第二天用源表刚开始充电的状态，当时电压才3.6V多。因此，我打算用源表充电，设置最高4V，等达到最高电压时会自动停止，这种方式也不会存在充满后开始耗电的问题，可以放着做别的事了，省心省力。

充到4V后放电，放电电压直接跳到3.8V了。（4V差不多是电池的开路电压，3.8V是带负载后的电压，电压差是因为负载电流在电池内阻上产生了压降。）

放完后800mAh电能是1.8Wh。

900mAh电池充到4V，放电也是3.8V开始。

但这回900mAh电池放完电，电能能达到1.9Wh。

也就是说用pp充电，测出来800mAh电池能量略大于900mAh，而直接用源表测900mAh电能又比800mAh略大。这可能是因为两者能量本就比较接近，而测量初始和截止时刻又有一些误差导致的。

后来，我从另一个店里买了KSX牌的900mAh电池，用同样的方法先充电到4V，然后从3.8V开始放电直到3V 27mA。

实验照片如下

电能是2.45Wh。

中顺芯的800mAh和900mAh实际容量差不多，就当作1.8Wh，大概只占到这块KXW的900mAh电池的73%。

后来我又用实际的PortaPack设备，同时装了两种电池，并用摄像头录像，统计两种电池的放电时间。

结果：中顺芯800mAh电池是60分钟，KXW 900mAh是83分钟，相当于72%，与之前源表对比测试结果73%差不多。（我还测了其它几块电池，中顺芯600mAh电池是50分钟，老款PP H1用的1000mAh电池是90分钟）

说明用源表充放电测试和PP充放电是等效的。并且KXW 900mAh电池应该是我能找到塞得到两块板子之间的最大电池了，它已经与老款PP用的一大块的薄电池容量差不多了。

后续我还会用源表的电池特性程序来进一步精确对比各电池。

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