這個電流檢測電路是在芯科的BRD4001主板原理圖上的,用來檢測負(fù)載電流。電路板長如下這個樣子:
然后本期分析的電路是BRD4001A上的,其采樣率為10kHz,采樣電阻為2.35Ω,采樣范圍為0~95mA,參數(shù)如下所示:
由于采樣過會有兩檔增益,所以電流檔位也劃分為了兩個檔位,分別是0~250uA和250uA~95mA。在其用戶手冊中寫有,在250uA以內(nèi),標(biāo)稱精度1uA,實(shí)際精度0.1uA。
然后是電路圖設(shè)計部分,電路大概分為電壓輸出,檢流,放大,和校準(zhǔn)四個部分,電路圖如下所示:
電壓輸出部分是一個LDO,可以看到額外增加了一個電壓跟隨器接到反饋管腳,用于補(bǔ)償采樣電阻造成的壓降,這個思路還是蠻值得學(xué)習(xí)的,最終輸出電壓為3.3V,這個就按照常規(guī)計算即可:
然后的話,輸出在負(fù)載和校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)直接使用模擬開關(guān)進(jìn)行切換,我個人感覺設(shè)計的還是很啰嗦的,占了5個管腳作為切換。
電流感測放大器采用的是LTC6102,增益是R718/R709 = 6.667倍,然后后級接了兩個不同增益的同相比例放大器,增益分別是319.75倍和2倍。所以總增益分為了兩個檔位,分別是6.667*319.75 = 2131.8倍和6.667*2 = 13.3倍。
再乘上Rsense電阻的阻值(2.35Ω),所以最終ADC采集的兩個管腳采集到的電壓分別是:AEM_L_Gain = I*31.33 VAEM_H_Gain = I*5009.7 V
這里有個疑惑,就是電壓基準(zhǔn)芯片是2.5V的,而采樣電流范圍寫的是0~95mA,那么當(dāng)電流為95mA時,按照L_Gain來計算,也已經(jīng)超出了測量范圍0.095*31.33 = 2.97V。不清楚這部分是怎么一回事,不知道是不是使用了0.5倍的內(nèi)部Gain,感覺挺迷惑的。
總結(jié):
感覺設(shè)計的一般,不如合宙設(shè)計的好一些,量程太小,占用管腳太多。感興趣的也可以看看之前分析的合宙Iot power的設(shè)計。
然后的話,如果您對本期的這個電路感興趣也可以下載學(xué)習(xí),本期這個芯科BRD4001A Wireless Starter Kit Mainboard的原理圖如附件