最近我一直在琢磨一個(gè)問(wèn)題，堿性電池到底能使用多長(zhǎng)時(shí)間？當(dāng)然，我說(shuō)的“電池”實(shí)際上只是一節(jié)干電池。如果電池只輸出很小的電流，其使用壽命可否比較長(zhǎng)久，比如超過(guò)一年？這樣可真是名副其實(shí)的“老電池”啦。

 

于是我找到一號(hào)電池(D型)的參數(shù)表，但沒(méi)看到我想要的參數(shù)。公布的數(shù)據(jù)只是說(shuō)其使用壽命高達(dá)數(shù)百小時(shí)。而我期望以年為單位的使用壽命，而非以周為單位。

 

圖1：公開(kāi)的電池使用壽命數(shù)據(jù)。

 

我突然想到，我臥室里的鬧鐘用的就是五號(hào)(AA型)堿性電池，使用已超過(guò)一年，每天早上定時(shí)鬧醒我。我想如果能測(cè)量出鬧鐘從AA電池中吸取多少電流，就可以推斷出由一號(hào)電池供電的設(shè)備的電流消耗量。為此我專(zhuān)門(mén)做了一個(gè)小測(cè)試夾具。

 

圖2：電流測(cè)量測(cè)試夾具。

 

測(cè)試夾具的設(shè)計(jì)布局示意圖如下。

 

圖3：測(cè)試夾具的具體示意圖。

 

我是這樣將夾具插入到鬧鐘電池腔中的：

 

圖4：測(cè)試夾具安裝。

 

測(cè)量結(jié)果如下：

 

圖5：用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量鬧鐘消耗的電流。

 

隨著鬧鐘秒針的走動(dòng)，數(shù)字萬(wàn)用表的電流讀數(shù)也跟著變化，但基本上是在100μA上下浮動(dòng)。然而，這個(gè)測(cè)量方法遇到一個(gè)小小的復(fù)雜問(wèn)題。

 

請(qǐng)看鬧鐘內(nèi)部的電池布局設(shè)計(jì)(見(jiàn)下圖)。它包含不只是一節(jié)AA電池，而是兩節(jié)，并且是并聯(lián)的，這是大學(xué)教科書(shū)里警告我們絕對(duì)不能犯的錯(cuò)誤。而這個(gè)鬧鐘的電池設(shè)計(jì)確實(shí)如此，也許其中有我們還不明白的道理。

 

圖6：鬧鐘電池并聯(lián)的實(shí)圖。

 

上次換新電池時(shí)，我在鬧鐘表殼上貼了日期標(biāo)簽。那個(gè)日期是十三個(gè)月之前，電池已經(jīng)用了一年多一點(diǎn)。我覺(jué)得還過(guò)得去。即便只安裝一節(jié)AA電池，鬧鐘仍然可以正常工作。因此，我取下一節(jié)電池，裝上測(cè)試夾具，再來(lái)測(cè)試鬧鐘消耗的電流。 從原理上推測(cè)，在負(fù)載均衡的情況下，每個(gè)電池的電流應(yīng)該只是萬(wàn)用表讀數(shù)的一半，即僅為50μA。從這個(gè)數(shù)字我就可以估算出一個(gè)一號(hào)電池供電的設(shè)備所消耗的電流有多少。

 

圖7：一號(hào)與五號(hào)電池的電流比較。

 

我測(cè)試了由堿性電池供電的設(shè)備，從數(shù)據(jù)參數(shù)表可以看出，一號(hào)電池供電設(shè)備的毫安-小時(shí)容量相當(dāng)于五號(hào)電池供電設(shè)備的七倍。因此，我可以比較有把握地推斷出，只要一號(hào)電池供電設(shè)備消耗的電流不超過(guò)7 x 50μ（A350μA），其電池使用壽命應(yīng)該可以超過(guò)一年。

 

當(dāng)然，這是基于多個(gè)不確定的假設(shè)而得出的結(jié)論，未必準(zhǔn)確。即便如此，也比盲目猜測(cè)要好。

 

本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計(jì)。