善用電源供應器模擬電池放電測試

2025/03/16

概述

從移動裝置到電動汽車工程師需要針對本身的耗電進行無數次的軟硬體設計變更來取得更優化的耗電成效, 然而在測試期間最常使用到的工具大致如下:

真實的電池
電源供應器
電池模擬器

然而這些工具有的過於簡單有的符合使用但卻無法快速的設定條件來快速完成測試或是價格成本高的驚人, 這些都是工具選擇中的大難題。

使用電池

　　使用電池時，可以更真實的模擬從飽電到低電量，進入保護時整體電量消耗的分析，但問題是如果要分別從80%、50%、30% 的電量下，快速測試功耗的狀態，工程師需要慢慢地消耗電量到想要的電量，以便紀錄當下功耗表現，此期間的等待時間過長；工程師常需要不時的注意目前電池電量的消耗狀態，讓忙碌的工程師長時間處於等待的狀態，這是非常不理智的測試方案。

使用電源供應器

使用電源供應器，可以快速設定達成工程師所需要的電量電壓，但電源供應器並不會模擬電量減少時，SOC的電壓變化；因此工程師需要隨時隨地紀錄當下電流消耗進度，並改變電源供應器的端電壓，以達成模擬電池的實際狀態。在電流消耗時，會同時改變電池SOC的電壓參數，這個過程是非常快速的；因此使用電源供應器來模擬電池，不是一個非常聰明的作法及工具。

使用電池模擬器

　　使用電池模擬器，就能大大降低前述的兩個工具的缺點了，電池模擬器具備了充電／放電的能力，但對於只在意消耗功率的使用者來說，電池模擬器功能完全符合，但工程師只用到其中不到 50% 的功能，卻需要付出相當昂貴的成本以取得設備，對於公司而言，這明顯不是非常划算的投資。對於工程師而言，複雜的功能設定，也讓工程師們花費相當大的學習曲線，這似乎不是一個非常理想的測試工具。

從以上的工具使用場景來看，似乎沒有一個工具可以完美的切中工程師所需要的功能。因此我們擷取了工程師們最需要的功能來進行分析：

須具備模擬不同的電池種類(鋰電池, 三元, 鈕扣....等)
須具備不同電池電量的設定
須具備在電池截止電壓到達時斷電
須具備能記錄耗電過程時的電壓, 電流曲線變化

　　基於上述的功能需求，克達科技針對這些硬體，開發了電池模擬的應用軟體CTK001BT，這個軟體可以全面兼容各品牌的電源供應器，允許客戶指定需要控制的電源供應器品牌及型號，只要您的電源供應器支援 SCPI 指令集，我們都能將您的設備無縫整合至 CTK001BT 平台中，實現統一管理與控制。

CTK001BT 電池功率消耗模擬軟體

軟體簡介

　　克達科技針對電池功率消耗，設計了一款簡單且實用的軟體——CTK001BT。工程師可快速設定不同電池類型的 SoC Profile，並模擬所需的電池特性。只需設定電池容量（mAh）與模擬電量，即可啟動測試，觀察待測物的電壓與電流變化。

軟體自動計算已消耗的電流，推算剩餘電池容量，並控制輸出電壓，直至端電壓達到設定的截止電壓。整個測試過程全自動化，工程師可輕鬆掌握待測物的電流消耗狀態。

一目瞭然，輕鬆獲得測試結果

　　CTK001BT 採用單頁式設定介面，工程師只需設定電池容量、SoC Profile、SoC 電量及截止電壓，即可進行測試。軟體提供 SoC 曲線圖、電壓與電流變化曲線，讓使用者以最小的學習成本迅速完成測試。

簡單設定，快速完成測試

只需輸入 SoC、電池容量（mAh）、截止電壓，即可啟動測試。

參數設定

電池容量及電量設定
- 工程師只需輸入電池容量（mAh）、SoC 電量與截止電壓，即可完成初步設定。
- 接著，在 SoC Profile 中輸入電池參數，即可完成所有測試條件設定。
SoC Profile 設定
- 市面上電池種類繁多，如鋰電池、三元鋰電池、鈕扣電池等。
- 電池行為通常以 SoC Profile 描述，透過 10%~100% 的端電壓對應關係，呈現電池電量特性。
- 軟體可根據 SoC Profile 自動計算電壓輸出，精準模擬電池狀態。

測試狀態顯示

CTK001BT 可透過以下方式直觀呈現測試進度：

SoC 曲線
- 軟體會根據耗電狀態繪製 SoC 曲線，並以光標標示當前 SoC 位置。
電池狀態動畫
- 動態顯示當前電池電量、電壓、已消耗電量、剩餘電量，讓使用者即時掌握耗電進度。
電壓與電流曲線
- 即時繪製電壓與電流變化曲線，讓使用者清楚掌握耗電趨勢。

總結

　　CTK001BT 透過簡單的參數設定，即可完成完整的電池耗電測試，幫助使用者快速獲取關鍵資訊，並降低學習成本。同時，企業可在節省設備經費的情況下完成精準測試。CTK001BT 兼容各大品牌電源供應器，只要設備支援 SCPI 指令集，即可無縫整合至軟體，提供統一管理與控制，提升測試效率。

進一步了解CTK001BT 資訊，歡迎聯繫 Mail to : rex@coretechnology.com.tw。

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電池模擬器與分析儀是整合式電子負載和電源供應器，可與 Keysight PathWave BenchVue 電池模擬軟體搭配使用。模擬電池提供已知的良好的參考，讓您能在任何充電位準下進行測試。即時模擬任何電池充電狀態，快速評估設計或軟體變更對電池續航力的影響。藉由模擬電池並執行精確的電流消耗分析，大幅延長電池續航力或縮小裝置體積。