以典型的工控主板产品车位检测器为实例详解工控主板跳变电流的功耗测试

随着国内汽车的快速增长，车多位少的问题越来越突出，成为当前社会普遍的关注点。以车位检测器为核心的智能停车系统可以实现停车位利用率的最大化，为路边停车创造有序的环境，为车主解决了车位难寻的困扰。

智能停车系统原理介绍

道路智能停车系统是由地磁车位检测器，中继器、集中器，数据处理中心、城市车位诱导等组成，融合车位监控技术，信息发布技术，物联网整合技术，最大化停车位的使用率，提高市民出行便利，为城市车位监测规划提供了有效的数据保障。其系统架构图如下：

无线地磁车位检测器是利用磁敏传感器实时检测车辆对地磁的影响，以判断停车位上是否有车辆停放，并将检测数据通过无线方式传送给中继器，中继器接收多个无线地磁车辆检测器发送的信息，上传给集中器，集中器管理一个范围内的车位检测器、中继器，收集车位状况数据上传到监控中心进行集中管理。

功耗测试分析

车位检测器是典型的工控主板设计的成型产品，也是智能停车系统的关键部件，其在待机状态时，电流小至20μA以下，发射状态时，电流高达几A，车位检测器多采用电池供电，对功耗要求很高，待机电流偏小及电流的宽范围跳变使功耗测试成为难点，本文主要介绍PA310功率计针对功耗测试难点的解决方案。

车位检测器做为数椐采集的前端，利用磁敏传感器实时检测车辆对地磁的影响，当有车辆停靠时，磁力线扭曲情况不同来判断，反映在电信号是，当无车辆通过时，车位检测器工作在待机状态下，待机电流为20μA以下，当检测到车辆时，需要把检测数椐上传给集中器，此时车位检测器工作在发射状态，电流高达几Ａ，如下图：

这种情况下，车位检测器的功耗测试是一大难点，首先，待机电流偏小，以广州致远的PA310功率计为例，PA310的最小量程为5mA，最小可测精准电流为量程的1%，即5mA＊0.01＝50μA，直接使用PA310无法测试到待机电流，同时，待机电流与发射电流的差值较大，功率计在自动量程模式下，从小电流升到大电流，是逐步遍历中间量程，浪费较多时间，影响电压电流积分的精度。但车位检测器使用电池供电，在出厂时对功耗指标及电池供电时间有严格要求，这样功耗的精确测试是非常重要的。

功耗测试方案

对于车位检测器工作在待机状态时，待机电流小至20μA左右，直接使用PA310功率计，设置最小档位5mA，可测试到的最小精准电流为50μA，无法准确测试到待机电流，本文采用引入外置的恒流源，如下：

设置恒流源输出恒定的电流值（如50μA），将电流值与车位检测器的电流进行叠加，然后输入PA310功率计测量，通过设置积分模式，测试一段时间内的电压、电流积分值，减去恒流源的功耗，进而计算出车位检测器一定时间的功耗。同时，由于待机电流和发射电流相差较大，在测量的过程中，开启量程跳越功能，可令当前量程直接跳越到指定量程，可减少在逐个切换量程时测量数据丢失的情况， 提升功耗测量精度。（注：由于PA310功率计的内阻为mΩ 级，可外置电源+MΩ级精密电阻的方式引入电流，代替恒流源。）

总结

在消费电子和无线移动设备中，要求电池供电更加绿色和能量高效，越来越需要进行高灵敏度，低电流测量以确保这些设备的电流消耗在可接受的限度内。为了最大限度地延长电池寿命，工程师需要最大限度地减少产品使用寿命期间的功耗，上述提供的针对车位检测器的低功耗测试方案，通过外置电流源和设置量程跳越等方法，满足了对具有宽动态范围的小电流测量的需求。

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