相對於電子及半導體技術的進步
， 手持及便攜式設備卻有著體積及重量等的物理性極限。這個限製最主要的就是給了手持及便攜式設備的能量儲存設備， 也就是電池的大小及重量加上了限製。當然電池電能容量的大小
，跟手持及便攜式設備的續航力有直接的相關性， 然而這一方麵主題的探討
， 不在此過度的探討。

既然電池電能容量是固定的(當然這隻是針對固定的一個時間而言， 隨著長期的使用， 電池存在老化的問題;也就是可以使用的電能容量相較於新電池時來的少)。電量計存在的目的， 就是不管在哪一個電池使用的時間點，可以精確的估算出電池剩餘電量， 更進一步的， 依據目前設備的能耗狀況
， 估算出剩餘可用時間。從使用者角度來看， 如果能更進一步的估算出看電影還可以看多久
， 打電話還可以打多久，甚至於要作視頻會議還可以講多久

， 玩遊戲可以玩多久等等的時間估算， 可以說是把電量計的功能提升到最高的境界。
下麵我們就最主要的電量計技術做進一步分析：

電壓查表法來計算剩餘電量

自從手持及便攜式設備被開發出來


， 電池技術就被廣泛使用在這些裝置上。在實際運用的角度來看， 電池剩餘電量的精度， 一直是使用者要求的重點之一， 任何人都不希望看到剩餘電料顯示還有30%， 可是下一秒鍾或是接一個電話， 或是打開相機準備照相， 結果卻是斷電收場。當然這種狀況在早期feature phone時代是經常發生， 主要是因為當時設備的功能單純
， 能耗相對的也較少
， 一顆滿電的電池芯用個3~5天都不是問題。所以當時的電量計的式設計很簡單， 就是用量測電壓， 透過查表、或是簡單的計算來決定剩餘電量。

相對於智能手機的時代， 一顆滿電的電池隻能用個一天的狀況， 如果電量指示還有30%

， 下一個動作卻讓設備直接斷電
，恐怕消費者都沒法接受。
電壓查表法的優點是成本低最低， 能耗也很低。缺點是精度也最相對較低
， 且SOC會隨著負載的變化而上下跳動，當電池老化之後， 這種跳變的現象會更加明顯。

庫侖計

庫侖計， 顧名思義就是電池電荷的累計。通過檢流電阻檢測充放電電流
， 衝進去的電量就是電池的容量。總容量減去放出的容量就是電池剩餘容量。

此方法實現相對簡單
， 且原理容易理解， 是目前使用比較多的一種計算方法， 但是， 並無法作為真正的電池電量計算使用。方案最大的問題在於兩點
， 一是累計誤差，隨著時間的推進， 誤差會越來越大;二是電池的充入電量和放出電量是不相等的， 在不同的負載、溫度等條件下， 容量差別更大，最典型的就是常溫滿電的電池在低溫下隻能放出很少的電量。

所以， 庫侖計一般隻是作為電量計算的輔助工具， 需要配合其他設備或采樣數據進行修正使用。

透過檢測電壓 電流及溫度 加上算法來計算剩餘電量

這是比較典型的電量計計算方案
， 正常使用條件下通過庫侖計計算電量
， 在特定條件下通過電壓或溫度進行補償。對新電池來說可以比較精確的計算出剩餘電量， 可是當電池老化之後精度就逐步降低，這主要是因為庫侖計的計算基礎事先要了解目前電池的總容量
， 再依據量測到的當前的電壓、電流以及溫度

， 來計算用掉的容量之後， 估算出剩餘電量。可是當電池老化之後，隨之而來的就是總容量變少， 這個時候如果還是用新電池的總容量當成計算的基礎， 剩餘電量的計算誤差就會越來越大。

這個方式的優點是期初精度很高
， 缺點有：


市場應用狀況分析

由於國內手持及便攜設備大體可以分成兩個部份
， 一是智能手機；二是平板計算機/MID。針對這兩個市場的應用
，目前這兩個區塊的主要參考設計還是由AP廠家來提供。例如智能手機的Qualcomm
， Broadcom， MTK， nVIdia， Samsung， Hisilicon(海思)等， 以及平板計算機/MID的全誌， 炬力
， 瑞芯微， 中星微等。
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由於國內大部的手持及便攜式設備廠家在開發新的產品時， 都必須仰賴AP廠提供技術支持， 所以對原廠的參考設計，除了布線之外， 對元器件的使用大多不做更動。所以隻要原廠的參考設計用了某一廠家的電量計， 或是如Qualcomm
， Broadcom， MTK等用了自己PMIC內的庫侖計，再通過AP的計算來實現電量計功能。目前在市場上由於蘋果手機及平板的原始設計用的是TI的方案
， 所以在市場上， TI可以說是在電量計耕耘最久， 市場占有率最大的廠商。其次是由於Samsung大量采用Maxim的電量計方案
， 所以Maxim可以說是保有電量計市場二哥的位置。

其餘的無論是把庫侖計放在PMIC內， 亦或是如Cellwise的加上自學習功能的電量計
，都是最近這兩年進到市場的方案。之所以會有這個趨勢， 最重要的原因是消費者開始要求設備的電量指示的精度。這個要求反應在所有手持及便攜式設備的操作係統(iOS， Android， Windows Phone)， 還有各類的APP上。由這個趨勢也可以清楚的看出， 電量計在手持及便攜式設備上所扮演的角色也越來越重要了。

結語

電量計在手持及便攜式設備， 尤其是智能手機及平板計算機/MID應用的重要性隨著AP廠家把庫侖計加入PMIC， 提供電量計的功能， 已經被突顯出來了。可是這隻是起步，由於電量計是在手持及便攜式設備內最了解電池的芯片
， 因此如何透過這個特點

， 延長電池的使用壽命， 會是下一個可以延續的應用。

更進一步的是， 在手持及便攜式設備的應用中， 智能手機及平板計算機/MID隻是其中的一環。鋰電池的應用必須要有精確電量計的應用，會隨時被開發出來
， 現在可見的是在消費市場上的便攜式移動電源就是一個很好的例子。不具備電量計的移動電源售價大概都在美金100元以下
，可是像Lifetrons銷售的移動電源， 由於帶有00~99的電量指示，可以將售價訂在美金240元。這個差異不代表電量計的價格
， 但卻代表消費者心目中電量計的價值。

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