电池电压采集之低功耗设计

电池电压采集一般使用分压电阻接到单片机的ADC，低功耗设计时，也需要考虑此电路的耗流。有几种方式降低功耗。

法1：增大分压电阻阻值



如果直接增大阻值，由于stm32单片机的AD输入阻抗问题会影响电压分压。

我们来看stm32单片机的AD输入结构：



外部电压就是VAIN，流入单片机IO，单片机有个等效的输入阻抗，这个阻抗值由下面公式计算：



可以看到输入阻抗由采样时间等因素决定，比如采用41.5 个 ADC 时钟周期，AD输入阻值为60K。



作用到分压电阻上，AD的输入阻抗会和R2并联，从而影响分压电压的计算。
如果R2比输入阻抗大很多，分压电压会偏差很大。

电池电压流过R1后，一部分从R2到地，另一部分流入AD。
流入AD的电流大小受输入阻抗、RADC值的影响，电流给CADC充电，CADC的电压稳定，AD才能采样到稳定电压。



一般的做法是加个电压跟随器



运放的输入阻抗很大，所以不存在上述分压的问题。
TP2121功耗也低，静态600nA。



法2：休眠时控制参考地



把分压电阻的地接到IO口上，当进入休眠时，把IO设置成开漏状态。

法3：加电源开关



用MOS管控制电量采集开关，此种方法休眠时电流最小，几乎不计。休眠时PA4为低电平关断测量分压电阻不耗电，要测量前置高，在PA5测量电压。
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增大分压电阻阻值确实可以降低功耗，但需要考虑到单片机AD输入阻抗的影响，否则可能会导致电压分压不准确。