简介
电池供电类设备存在已久。然而自手机问世以来，由可充电电池供电的设备数量在过去二十年呈现出指数级增长。截至年，成千上万种型号的手机、平板电脑、笔记本电脑和许多其他小型电器都在使用锂电池。
对于所有便携式设备而言，功耗都是一个至关重要的因素。硬件开发人员越来越注重在增加功能、减小尺寸、降低成本的同时，实现低功耗方案。软件开发人员也以旧算法为切入点，针对操作系统领域（即通过能量监测调度）和新兴领域（例如机器学习），研发新的功率监测方法，力求降低功耗。功率是指瞬时消耗的能量。如
公式1所示，在电学中，功率等于瞬时电压与电流之积。功率单位为瓦特（W），表示“焦耳每秒”。
公式1-功率公式
能量等于功率与时间的乘积。电路消耗能量，电池则存储能量。功率管理通常是指管理瞬时电流和电压，以满足功率传输能力和负载条件。能量监测通常会提供有关能耗的信息，从而帮助开发人员进行电池管理和总体功率基准测试。通过专门设计的软件（可根据特定负荷采取相应操作）监视能量时，即开始了主动能量管理。
主动能量管理可以基于预定义的设置自动进行，也可以在软件启动时手动进行，其作用是为用户提供特定的建议。例如，大多数笔记本电脑在使用电池而不是交流电源运行时，处理器性能会自动降低，并且改用低功耗、低性能的集成图形处理器，而不使用专用处理器。可以关闭笔记本电脑的一些外设，以延长电池供电时间，而用户也可能收到降低屏幕亮度或调暗键盘背光的通知。大多数智能手机都提供各种节能选项，当电池电量降至特定水平时，主动能量管理便会提出使用节能选项的建议，包括关闭一些现有的互联网连接、降低屏幕亮度等。
但类似情况并不限于电池供电设备。服务器会仔细监测功耗和负荷水平，以确定是否可以完全停止或暂停某些服务。在虚拟服务器中，可根据电流总用量和基于统计信息预测的用量增加和缩减应用。对于这类服务器，可以使用虚拟机管理程序完全关闭某些虚拟机。进行调试时，也可以使用主动能量管理。能量监测可提供非常有效的信息，用以确定整个系统或部分系统是否在界定范围内运行。
用于测量直流功率和能量的电路
如前文所述，电功率是电压与电流的乘积。要精确测量功率，需要对电压和电流进行精准测量。在一定时段内测量功率并将结果累加，即得到能量。功耗在大多数情况下都不是恒定值，因此，必须使用一个选定测量带宽，在此范围内对电压和电流进行测量。直流电压测量电路的一个典型示例是图1左侧所示的简单分压器和右侧图1所示的缓冲分压器。这两个电路都可以通过适当的校准提供高精度测量结果，尽管带缓冲的分压器比不带缓冲的分压器价格昂贵，但前者通常功耗更低，尤其适合测量极低的直流信号。
图1-分压器电路虽然借助霍尔效应也可以测量电流（包括直流电流），但本文侧重于使用分流电阻测量直流电流，因为后者更常用而且费用更低。分流电阻是一个低阻值电阻，与电路串联。电流流经分流电阻时，分流电阻两端会产生一个小的压差。该压差与电流成正比，如公式2所示，并且通常使用运算放大器进行放大。
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