【个人经验分享】功耗分析仪上uA级电流检测电路分析

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三年多前，我还在老东家的时候，曾经搞过一阵子低功耗蓝牙，所以原来为了调试方便，就购买了一款低功耗分析仪 。其技术特性如下所示，本期电路是从上面抄的：

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由于本期分析的只是其电流检测电路，所以说我们只关注其电流测量特性，电流测量分为4个方位，分别是200uA，2mA，200mA和2A档位，具体分辨率和实际精度如下所示。

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电路通过Q23实现采样电阻的切换，以及通过Q25实现电流采样放大倍数的切换，电路图如下所示：

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可以看到实现电流采样电阻的Q23的连接方式和之前写过的两期设计是一样的，是与常规的设计相反，猜测是通过PMOS内部的寄生二极管保护采样电阻不过流损毁。

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电路分析：

电流档位：200uA档位

此时I_RSENSE_SWC输出高电平，PMOS管Q23截止，电流采样电阻为100.1Ω；I_PGA输出低电平，NMOS管Q25截止，电流增益为122.1倍（12.21kΩ/100Ω）；模拟开关连接到A1，I_ADC采集到的电流为12.22mV/uA，而单片机的ADC为12bit的ADC，ADC的电压分辨率为2500/2^12≈0.6mV，所以可以在这个200uA的量程下可以轻松实现0.5uA的分辨率。

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电流档位：2mA档位

此时I_RSENSE_SWC输出高电平，PMOS管Q23截止，电流采样电阻为100.1Ω；I_PGA输出高电平，NMOS管Q25导通，电流增益为12.2倍（1.22kΩ/100Ω）；模拟开关连接到A1，I_ADC采集到的电流为12.22mV/10uA。

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电流档位：200mA档位

此时I_RSENSE_SWC输出低电平，PMOS管Q23导通，电流采样电阻为0.1Ω；I_PGA输出低电平，NMOS管Q25截止，电流增益为122.1倍（12.21kΩ/100Ω）；模拟开关连接到A2，I_ADC采集到的电流为12.22mV/mA。

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电流档位：2A档位

此时I_RSENSE_SWC输出低电平，PMOS管Q23导通，电流采样电阻为0.1Ω；I_PGA输出高电平，NMOS管Q25导通，电流增益为12.2倍（1.22kΩ/100Ω）；模拟开关连接到A2，I_ADC采集到的电流为12.22mV/10mA。

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至于运放和MOS管Q24，是一个高侧恒流源，这个电路比较类似之前分析过的一个恒流源电路的右半部分，类似下图：

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总结：

这种分立元件搭建的电流采样的缺点就是元器件多，外围器件的离散性都会关系到整体产品的最终精度，并且共模电压得好好的去评估，需要选择合适的运算放大器。但是这个的优点也很明显，就是很灵活，就像这个电路中，可以通过切换Rsense电阻以及切换增益电阻来灵活的设置不同的量程。

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这部分电流增益及采集到的电流是怎么算出来的？

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哈喽啊，是这样计算的，先计算恒流值，再计算输出电压

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还是没算出来

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R108有啥作用

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Vr105+Vr106等于多少，有没有推导公式

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算是一个上拉，让模拟开关切换过程中有个稳定值。这个电阻不是采样电阻，精度要求不高。

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这个是和负载电流有关的等于

i（负载电流）*（R105+R106）

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为什么负载电流*R105和R106

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因为这个电流流向是从左往右的，有电流在电阻流过就会产生压降，所以要I*R