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。
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:
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:
两种改良措施:
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