[技术讨论] 电池电压低功耗检测电路,为了低功耗没有更简单的方法吗?用上两个MOS和两个IO,是不

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QWE4562009 发表于 2026-7-10 15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

电池电压低功耗检测电路,为了低功耗没有更简单的方法吗?用上两个MOS和两个IO,是不是太浪费资源了


该电池电压低功耗检测电路的核心在于利用双MOS管(Q3A为NMOS,Q3B为PMOS)构成的高侧开关,实现分压电阻网络的间歇性接入,从而大幅降低静态功耗。

①先看低功耗实现原理:
当系统不需要测量电池电压时,MCU将控制信号VBAT_ADC_SWITCH置为低电平(0V)。此时Q3A(NMOS)栅极电压为0,处于截止状态;其漏极(即Q3B栅极)通过R5上拉被拉至电池电压(VBAT),使得Q3B(PMOS)的栅源电压Vgs ≈ 0V,同样可靠截止。

于是,由R5、R8、R10、R12、R13组成的分压电阻网络与电池之间完全断开,整个检测模块仅有MOS管的亚阈值漏电流(通常nA级),几乎不消耗电池能量。

②再看电压检测工作原理:
当需要检测电池电压时,MCU将VBAT_ADC_SWITCH置为高电平(例如3.3V)。该高电平使Q3A迅速导通,其漏极被拉至地电位0V,进而将Q3B的栅极拉低为0V,Q3B导通。

于是电池电压VBAT经Q3B源-漏施加到分压电阻网络,通过R5、R12、R8与R13构成的分压衰减电路(例如将4.2V降至1.5V以内),产生适合ADC输入的VBAT_ADC_IN信号。

MCU采样完成后,立即将控制信号恢复为低电平,使Q3A截止,同时Q3B也截止,从而迅速切断分压路径,回到无静态电流的待机状态。

设计优势:

采用NMOS+PMOS组合,解决了MCU I/O电平(如3.3V)无法直接关断高电压(如4.2V)PMOS的问题,实现了低电压控制高电压开关。

分压电阻仅在测量瞬间通电(毫秒级),避免了持续电流消耗,尤其适合电池供电的便携设备。

电路简单,元件少,可靠性高,且可通过调节电阻比值适配不同ADC量程。


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狄克爱老虎油 发表于 2026-7-12 11:03 | 显示全部楼层
电池电压检测,考虑用低功耗ADC芯片,如Maxim的MAX11607,它内置了差分放大器和采样保持电路,只需一个I/O口控制。
亚瑟 发表于 2026-7-13 14:26 | 显示全部楼层
低功耗设计是关键,你可以试试用低功耗模式下的ADC,比如MAX11607,它内置放大器和采样保持,一个I/O足够了。
 楼主| QWE4562009 发表于 2026-7-13 18:13 | 显示全部楼层
狄克爱老虎油 发表于 2026-7-12 11:03
电池电压检测,考虑用低功耗ADC芯片,如Maxim的MAX11607,它内置了差分放大器和采样保持电路,只需一个I/O ...

这个芯片功耗是多大的嘛
ClarkLLOTP 发表于 2026-7-14 09:10 | 显示全部楼层
可以考虑使用高阻抗运放,如TLV3011,直接从电池引脚采样,减少MOS使用。

评论

好的 谢谢  发表于 2026-7-14 11:15
AloneKaven 发表于 2026-7-15 16:29 | 显示全部楼层
直接从电池引脚采样,用高阻抗运放TLV3011,可以减少MOS使用,降低功耗。
 楼主| QWE4562009 发表于 2026-7-15 18:54 | 显示全部楼层
AloneKaven 发表于 2026-7-15 16:29
直接从电池引脚采样,用高阻抗运放TLV3011,可以减少MOS使用,降低功耗。

运放跟随吗 你的意思
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