数码|硬件方案设计——(1)共性系统( 三 ) |中年|硬件|

电池放电曲线：是指在一定负载下电池连续放电的电压变化，理想的放电曲线是成直角型的，也就是在电池接近放光时电压也可以持续稳定在一定的范围内。不好的放电曲线是成曲线逐步下降的，这样就会导致低于元器件所需电压的电量无法被用上造成电量的浪费。
实际可用电量：因为电池会因环境影响、自放电影响以及放电压降的影响导致一部分电量无法真正用掉，所以在选择电池时需要评估实际可用的电量，可用容量=标称容量-可用电压下的容量（自放电率*使用时长）。这种评估方法虽然也是理论值，但是相比电池的标称容量还是更加贴近实际情况的。
在收集元器件资料时主要有三个渠道：

直接从官网下载产品的规格书等元器件资料，这种方式最便捷，不过有些官网上的资料并不齐全或不是最新的；
在各大元器件经销平台查找，他们一般都会有所售元器件的规格书，例如立创商场、泽贸电子、安富利电子、得捷电子、云汉芯城等平台；
直接找厂商的销售和技术支持所要，这种方式一般都能要到最新最全的资料，不过缺点也比较明显，那就是需要付出较多的沟通成本。

三、电源系统

在一个电子产品中供电系统是最基本的系统之一，在供电系统中分为两部分，一部分是电源供给部分，另一部分是根据元器件供电需求对电源进行处理的部分。

本文插图

电源系统
电源供给部分有电池供电和有线供电两种方式，这两种既可以单独使用也可以同时使用。
使用不可充电电池时一般不会同时使用有线供电的方式，但是使用可充电电池时一般都会支持有线供电，因为可以通过有线供电的方式同时给电池充电。
在给电池充电时需要增加充电管理的IC和相应的电路，用于检测电池的电量和温度，通过对充电的电流、电压控制实现自动充电并保障电池的使用寿命以及电池使用的安全性。
这两种不同的供电方式对电子设备的电源管理系统的复杂度和成本也是有很大的影响，除此之外电源输入的电压和电流的大小对于设备内部的电源处理也有影响；假设设备内部需要的电压是3V和5V、稳定电流是40mAh、瞬时电流是405mAh ，那么我们就需要思考以下几个问题如何处理。

宽电压性能：有线供电是否需要支持宽电源输入（指可接受的电压浮动范围，例如元器件需要的电压是3V~5V ，但是设备可以支持3V~12V的电压输入）支持宽电压的好处是方便后期的电源选择，且可以接受一些电压的不稳定波动。坏处是需要增加设备内相应电源处理元器件的性能，同时也就会增加设备的成本。
电池电压处理：例如一个元器件使用的是5V的电压，但是市面上找不到直接输出5V电压的电池，一般都是3.6V和9V的。这里就需要考虑是使用9V的降压还是使用3.6V串联成7.2V的再降压又或者使用3V升压呢？这三种不同的方案各有优劣势，比如9V的电池型号少且不便于采购和安装、升压的电损耗要高于降压的电损耗等问题。
电池输出电流：与有线供电相比电池的输出电流一般不高，通常也是几十mAh而已，但是有的元器件瞬时电流需要几百mAh甚至更高的电流，这时就需要考虑是采用大电流的电池（大电流电池在相同价格下电池容量会降低）还是使用电容（电容可以存储电然后在短时间内输出大的电流）的方式来处理这种问题。前者会对电池的选型有限制，后者则没有此问题，除此之外还需要考虑不同方案的成本。

电源处理部分是根据不同元器件对供电电压、电流的要求进行处理，从而满足元器件的供电需求；比如用电设备的瞬时电流特别高，那就可能需要增加电容来解决这个问题。
在一个设备中如果各种元器件的工作电压和电流都不同，那么就需要针对不同的元器件对电源进行处理，反之则可以尽量减少电源处理的电路。电源处理电路越多产品的成本、复杂度、故障率就越高，所以在选择元器件的时候尽量的选择电压相同的，这样可以有效降低电路复杂度和成本。