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来自网易马来西亚手机网友【defaultkavy】提出一个问题:
“小编,手机显示的电量是怎样计算出来的?什么方法能够让手机计算出电池剩下的电量呢?”
手机的电量显示是通过什么样的方式计算出来的呢?是否准确?为什么手机电量可以精确到1%?这样的问题往往让很多的网友产生一些疑惑,然而却寻找不到想要的答案,今天恰巧有网友提出这个问题,那小编废话也不多说,就为大家简单的解答一下手机通过什么样的方法去计算电量并且准确的显示出来。
手机电量显示在屏幕上,是通过什么样的方式计算出来的呢?
手机的电池电量计算方式有很多种,比如说电压测试法,通过对电池的电压进行监控,然后通过电压的变化来判断电量的变化,但是由于电池的电量与电压并非线性关系,导致电压测试法相对而言准确率会差很多,并且在电量低于50%左右时候,电压监控来判断电量的方法更加不准确,也就让用这种检测电量方法的手机在电量降低到50%之后电量会掉的非常快。由于目前的科技各个方面的提升,要求也在提高, 也就导致这个方法逐渐被手机市场淘汰,虽然还是有一些手机带有这样的计算方法,但是已经不是主流了,就暂且不谈。
而目前手机用的计算方式最多的就是库仑计,库仑计英文名是coulomb counter 是根据法拉第定律设计出用来测量电路中所通过电量的装置称为“库仑计”或者“电量计”。简单的来说,在电池的保护线路上串联一个电量计量芯片,其中串联的是一个集成的取样电阻,通过电阻测试单位时间内回路流经的电流大小,如果电流是随时间变化,且流过不同的电流后产生不同的压差,通过把这个变化的电流进行积分,也就是在这段时间,距离等对电流进行累计,最终得到用户使用时正确的电量。
获得电池当前的容量才能得到最终准确的电量剩余数值,计算库仑计通过两种类型的设计来获得电池的当前容量。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16进制数字后乘以取样的间隔时间,第二种则是集成模式,利用RC积分电路来获得电压对时间的积分值,便会得到电池的容量,最终通过电池当前电量除以电池的额定容量数值计算出百分比,得到电池电量剩余多少并交给手机上的软件通过软件显示给用户看。
而锂电池随着使用时间的增加电池的额定容量会有损耗,例如一块2000mAh容量的电池在循环使用100次后,电池自身的容量或许会衰减到1800mAh的容量,而库仑计如果一直保持着最初的额定容量那么就会导致电量计算不准确,所以库仑计里面还有一个容量对使用次数调整的算法,会根据电池循环次数调整电池实际的额定容量。
而天气的原因也会影响到电池额定容量的大小,例如气温在26°的时候电池可以获得100%的额定容量,而当气温在0°时,电池的额定容量只有80%,库仑计为了让计算更加准确在芯片内增加一个容量对温度调整的算法,根据电池的实际温度进行额定容量的调整。
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一问易答:降低功耗和增大电池哪个更难
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来自【网易安徽省芜湖市手机网友】提出一个问题:
“一直在疑惑,目前各类移动计算设备的续航,是保持性能降低功耗难,还是提高电池容量难?”
智能手机发展到现在,已经是人们生活中的必备的设备,手机不再是功能单一的通信设备,智能机的出现也给人们的生活带来了极大的便捷,但是手机待机的时间短也是手机中致命的弊端,锂电池发展至今在技术上面还有很多难题没有攻克,电池技术的革新目前还是遥遥无期,也让很多的厂商不停的在硬件上进行技术创新,降低功耗也是目前突破的难题,那么目前到底是保持性能而降低功耗的技术难,还是提高电池容量难这个问题也让一些网友疑惑,小编今天就简单解答一下这个问题。
首先是硬件降低功耗的问题,硬件目前耗电量大户几种在屏幕,网络链接以及触摸屏,而CPU的耗电量集中在满载的情况,先说屏幕吧,不管手机使用的是哪种屏幕,其屏幕不管是什么技术,其耗电量永远排在手机功耗的首位,但是手机屏幕革新的技术还在发展中,距离真正能够达到可视的功耗节省还有很长的路要走,而关于网络链接的射频芯片技术虽然不断的突破,但是还达不到真正能给电池带来节能的效果,而CPU在满载的情况下也是手机的耗电大户,但是目前CPU的制程工艺已经达到瓶颈了,其实目前的手机CPU的还不能满足手机的需求,CPU制程纳米工艺不足,也就会导致手机发热,高功耗的原因,晶体管的尺寸越小,管子沟道缩小,电流流过的时间就会降低,CPU的性能会得到突破性的提升,电路的功耗也会降低,手机发热问题就不会出现,这是目前手机硬件方面降低功耗的几大问题。
然后就是锂电池技术的革新,这个问题一直是所有手机永远的痛,电池的主流是聚合物锂电池芯,以石墨作为负极,石墨碳负极的电池能量密度达到600WH/L已经到达极限,而目前的电池突破方向之一是通过硅负极来代替石墨负极是电池的能量密度达到质的提升,但是这项技术一直因为种种原因无法突破,面对的不单单是提升电池密度的问题,使用硅负极后,安全,膨胀,循环等等性能指标问题也让目前电池一直处于停滞不前,而其他的电池革新技术,离子技术等等现在看来都太科幻,虽然小编也在期待,但是电池革新的技术就像泷泽萝拉的两个鼻孔一样,看似那么的接近,却是遥不可及。
相比而言的话,手机硬件保持性能并且降低功耗与手机电池的革新这两个都是难啃的骨头,哪个都不是好伺候的主,硬件功耗的降低再降低也无法得到真正让手机达到真正的超长时间待机,但是手机降低功耗并保持性能是可行的,但是涉及的硬件突破技术有点多,不单单是CPU降低功耗就可以了,并且手机硬件很多技术无法突破也是卡在电池续航能力这道关口,也就是说,电池技术不出现革新,手机硬件的提升有限。而电池的技术突破已经达到临界点,但是就是突破不了,电池技术的革新才会带来真正的续航能力提升,也只有电池技术革新后,手机硬件才会得到质的提升。
