【群友的讨论】锂电池检测电路错在了哪?

学术   2023-11-09 07:01   山东  
点击下方名片,关注公众号,获取更多精彩内容

欢迎关注【玩转单片机与嵌入式】公众号,回复关键字获取更多免费视频和资料

回复【加群】,单片机】、【STM32】、【硬件知识】、【硬件设计】、【经典电路】、【论文】、【毕业设计】、【3D封装库】、PCB】、电容】、TVS】、阻抗匹配】、【资料】、【终端电阻】、【Keil】、【485】、【CAN】、【振荡器】、[USBCAN]、【PCB】、【智能手环】、【智能家居】、【智能小车】、【555】、【I2C】、【华为】、【中兴】,等…

关注回复“加群,拉您加入硬件电子学习交流群,我们期待您的加入。


今天看到群友们的激烈讨论,感觉很好,做一下记录,希望您看下去也会有所收获
电路&分析

事情是群友发了一个网上看到的锂电池检测电路图,然后认为设计的不合理,电路图如下:

这个电路设计的原本用意是:单片机(3.3V系统)控制NMOS导通关断,在ADC采集电压时导通,在ADC不采集电压时关断,从而节省掉分压电阻上的电流,从而达到节省功耗的目的
群友们讨论的很激烈,有个群友总结了一下,总结的很到位。
在群友的分析下,这个电路的缺陷在于
由于3.7V锂电池充满电为4.2V,假设单片机输出3.3V控制NMOS导通,则NMOS的栅极电压为3.3V,此时Vgs等于3.3V-0V=3.3V,然后NMOS导通,然后R12和R16对锂电池分压,分压后,NMOS的源极电压由于电阻分压的关系变成了2.1V,那么此时Vgs等于3.3V-2.1V等于1.2V。然后再看AO3400的数据手册,Vgs(th)是个0.7V~1.4V的范围值。
那么此时就有两种情况
1.假设0.7<Vgs(th)<1.2V,那么NMOS可以正常维持导通条件,可以正常测量电池电压。
2.假设1.2V≤Vgs(th)≤1.4V,那么NMOS将不满足导通条件,将陷入不可控的状态。

分析结论:这个电路设计是不合理的。如果这个电路这么设计,由于NMOS的导通阈值电压,第二种情况下(1.2V≤Vgs(th)≤1.4V)会电池电量检测部分异常。

改良
然后有的群友针对分压后源极电压会抬高的问题提出了改良措辞,直接将源极接地,然后这样单片机就可以稳定的控制NMOS了,画了下面这个电路图
然后又有个群友对这个改良后的电路图提出了一下质疑,主要质疑点为:
  1. 这个电路的阻抗问题
  2. ADC端口耐压问题。
群友也是对这两个问题作出解释,阻抗≈200k//200k≈100k,电池电压的采样速度没有很高的要求,所以没什么问题;然后针对耐压可以换为PMOS
所以针对单片机IO口的耐压问题,电路更改为

然后群友又提出了使用NMOS的改善方法,即在原来电路的基础上更改分压电阻。需要满足在电池满电(电池电压4.2V)的情况下,保证下面的分压电阻上的电压不大于1.7V,就不影响NMOS管的控制这个是在假定NMOS的最大导通阈值电压Vgs(th)为手册中的最大值1.4V。
两种改良措施:
  1. 更换为PMOS驱动控制。
  2. 仍使用NMOS,但更改分压电阻。(NMOS便宜)

最后说两句

感谢各位群友的激烈讨论!以上就是今天的群聊天会议记录,也非常感谢您耐心看到这里。

快来加入我们吧!一起讨论电路!!希望各位同好在群里有所学有所获!我们期待您的加入!!

关注回复“加群,拉您加入硬件电子学习交流群,我们期待您的加入。

E N D

欢迎关注我的公众号,回复【加群】或扫码加我好友,限时免费进入技术交流群,也可免费加入我的知识星球。


推荐阅读



【专辑】器件选型


【专辑】单片机


【专辑】经验分享


【专辑】STM32


【专辑】硬件设计


【专辑】软件设计


【专辑】开源项目


【专辑】职业发展

感谢大家阅读,如果喜欢

请点赞和“在看”吧,或者分享到朋友圈。

点击跳转到原文,限时优惠加入我们的知识星球(加好友获取免费券)


玩转单片机与嵌入式
有干货,有资料,有方案,有设计……一个想要提高您技术水平的嵌入式公众号,一起来“玩转单片机与嵌入式”吧。 回复【1024】获取更多内容。
 最新文章