这个电流检测电路是在芯科的BRD4001主板原理图上的,用来检测负载电流。电路板长如下这个样子:
然后本期分析的电路是BRD4001A上的,其采样率为10kHz,采样电阻为2.35Ω,采样范围为0~95mA,参数如下所示:
由于采样过会有两档增益,所以电流档位也划分为了两个档位,分别是0~250uA和250uA~95mA。在其用户手册中写有,在250uA以内,标称精度1uA,实际精度0.1uA。
然后是电路图设计部分,电路大概分为电压输出,检流,放大,和校准四个部分,电路图如下所示:
电压输出部分是一个LDO,可以看到额外增加了一个电压跟随器接到反馈管脚,用于补偿采样电阻造成的压降,这个思路还是蛮值得学习的,最终输出电压为3.3V,这个就按照常规计算即可:
然后的话,输出在负载和校准网络直接使用模拟开关进行切换,我个人感觉设计的还是很啰嗦的,占了5个管脚作为切换。
电流感测放大器采用的是LTC6102,增益是R718/R709 = 6.667倍,然后后级接了两个不同增益的同相比例放大器,增益分别是319.75倍和2倍。所以总增益分为了两个档位,分别是6.667*319.75 = 2131.8倍和6.667*2 = 13.3倍。
再乘上Rsense电阻的阻值(2.35Ω),所以最终ADC采集的两个管脚采集到的电压分别是:AEM_L_Gain = I*31.33 VAEM_H_Gain = I*5009.7 V
这里有个疑惑,就是电压基准芯片是2.5V的,而采样电流范围写的是0~95mA,那么当电流为95mA时,按照L_Gain来计算,也已经超出了测量范围0.095*31.33 = 2.97V。不清楚这部分是怎么一回事,不知道是不是使用了0.5倍的内部Gain,感觉挺迷惑的。
总结:
感觉设计的一般,不如合宙设计的好一些,量程太小,占用管脚太多。感兴趣的也可以看看之前分析的合宙Iot power的设计。
然后的话,如果您对本期的这个电路感兴趣也可以下载学习,本期这个芯科BRD4001A Wireless Starter Kit Mainboard的原理图如附件