在哪些情况下测量微安很重要?

电器工程 电流测量 低电量 万用表
2022-02-02 04:35:05

在寻找新万用表的情况下,我发现自己迷失了市场上可用设备的数量。当然,要找到最合适的设备,我必须设置一些要求。在比较它们时,我得出了以下观点,并由此提出了我的问题:

大多数专业设备只有安培范围,分辨率为 0.001 A (1mA),而半/业余设备的范围为毫安甚至微安。我在 YouTube 上看到了设备评论,主持人抱怨缺少微安范围。而 YouTube 上的另一个人告诉观众,毫安范围就足够了。所以,这是我向专家提出的问题:

什么样的场景需要测量微安?

例如:查看数据表,与门具有“输入漏电流”和微安范围内的电源电流,但什么时候需要测量这个微小的电流?

感谢所有有用的答案。

4个回答

我使用和设计的一系列产品之一是智能公用电话。想想一个像公用电话一样工作的微控制器。

这些必须在普通电话回路上运行,保证 20mA 电源(但不能保证更高);挂机状态下,该单元只允许有几微安的泄漏电流,否则中心局会检测到线路故障。

针对泄漏的评论;由于恶劣的环境(室外非常热、非常冷和高湿度),公用电话外壳内的电路板采用保形涂层并使用防潮密封连接器。

这些单元显然需要进行测试,因为挂机和摘机电流消耗之间的差异是数量级的不同,因此确认只有几微安的挂机非常重要。

另一个应用是在新的、真正 低功耗的微控制器(典型部分链接)中,我想确认各种操作模式下的实际电流消耗,其中一些模式在微安范围内(或更低)。

很多可能的应用程序,这只是几个。

许多电池供电的设备需要针对功耗进行优化,并且经常涉及 µA 电流(有时甚至是 nA)。

举个例子,考虑无线遥控器。他们可能只有一个3V、200mAh的电池。如果你想让这个遥控器工作 10 年而不需要更换电池,那么每年只需 20 mAh。或 0.054 mAh/天,或 0.0022 mAh/小时。我们取消了时间,这是一个超过 2µA 的连续空闲消耗。许多当代的微型和 RTC 比这要好得多,但是您需要测量您的生产运行以验证设备是否按预期工作。

您会说“电池寿命不取决于遥控器的操作次数” - 可以,但是空闲消耗可能更重要。遥控器内部的无线发射器和MCU在操作时可能会在短时间内消耗10mA的电流。说不到一秒钟。所以这是 10mA,但时间很短,所以电池消耗的能量非常少。相比之下,仅一整天的 2µA 空闲消耗就需要16 倍以上的能量

首先,您认为专业万用表没有微安刻度的假设是错误的。例如,Fluke 287 可以愉快地测量微安。Fluke 116具有用于电流测量的微安刻度。

很多专业万用表都是针对特定用例而设计的。前面提到的 Fluke 116 针对 HVAC 系统,其中(显然)他们需要测量的唯一电流来自火焰传感器。像 287 这样的高端型号可以做任何事情。当我从事闪存工艺开发时,我曾使用过一个来测量 0-20 uA 范围内的参考电流。对于电池供电的系统,微安非常重要。但对于大多数用例,您不需要微安刻度,因此您无需支付额外费用。

在开发低功耗设备时,每一个纳安都值得节省。例如,使用 CR2032 纽扣电池时,容量约为 200mAh。一旦我开发了由其中一个电池供电的设备,我必须检查微控制器大部分时间是否进入睡眠模式(0.6uA)。我还需要检查激活时的电流消耗是否在 10uA 范围内。此外,我必须检查 PCB 中每个组件的总和(在低功耗模式下)是否与数据表中规定的静态电流总和相匹配。

总而言之,如果您想充分利用电源,并确保您正在处理您的硬件/软件,您必须测量组件的低功耗性能,通常这个比率以 uA 或 nA 为单位。