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一文看懂“電阻”的全部用法之采樣電阻,硬件工程師必修課

 2017helloworld 2017-12-06

電壓或電流的采樣,是電阻最正統(tǒng)的使用方式之一

雖然用的很少,但是嚴(yán)格遵循了安培定律,大家在初中物理上學(xué)的知識有用武之地了!

一文看懂“電阻”的全部用法之采樣電阻,硬件工程師必修課

↑充電電流采樣電阻

這是4.2V鋰離子電池充電電路,前面的PMOS和二極管先不用看,只看后面這顆0.2ohm 1%的電阻。電阻兩端,一端是IS(I Sense),電流檢測的意思,另一端是VBAT,就是電池。IS和VBAT都會接入到系統(tǒng)的ADC,I charge =(Visense-Vbat)/0.2。

這個方式通常用于1A以下的充電電流檢測。電流越大,電阻分壓就越大,如果用2A充電,5V的充電器,經(jīng)過線路損耗、Pmos和二極管,再減去檢測電阻的電壓,就不到4.2V了,充電就充不滿了。

對于此類大電流流過的電阻,一定要計算功率,不然有燒掉的風(fēng)險。例如1A,0.2ohm,算下來功率在0.2W,0805封裝1/8W的電阻勉強夠用,1206封裝1/4W的電阻就比較好了。

采樣電阻能不能做的更小呢?答案是可以的。大電流情況下肯定是要用小的采樣電阻。很多高精度毫歐級的電阻都是用來做大電流采樣的。但是不能做的太小。例如1A 0.2ohm的時候,電壓差在0.2V,如果用0.05ohm的電阻,電壓差就只有0.05V了,此時如果檢測50mA的充電電流(充電截止電流),電壓差就只有2.5mA,一來容易被干擾,二來對ADC的精度要求太高。所以檢測電阻要和檢測電流匹配才行。

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↑LCD背光電路電流反饋采樣電阻

這是一顆LCD串聯(lián)背光驅(qū)動芯片,LCD的背光是一串或多串白光LED燈,芯片將4.2V的VBAT升壓到十多伏,驅(qū)動串聯(lián)的LED燈。例如一顆燈是3.3V,5顆串聯(lián)就是16.5V。

LED對電流特別敏感,電流稍有波動,就能夠看到LED在閃爍。需要一個電流采樣作為反饋信號輸入給驅(qū)動IC。

這個示例中用的是2串串聯(lián)燈,每一串LED的工作電流是20mA,2串LED并聯(lián)就是40mA。驅(qū)動IC設(shè)計要求FB(feedback)腳上的電壓要固定在200mV,因此得出電阻需求是200mV/40mA=5ohm。于是選擇使用了5.1R_1%的電阻。(5ohm不常見,選了常見的5.1ohm)。

這顆電阻的作用也可以認(rèn)為是提供了背光驅(qū)動芯片的參考電壓。

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↑參考電壓 R1704

一文看懂“電阻”的全部用法之采樣電阻,硬件工程師必修課

↑參考電壓 R1703

這個例子是聯(lián)芯1860C處理器上的兩組參考電壓,200R_1%是提供給USB的參考電壓,4.02K_1%是提供給攝像頭ISP的MIPI接口的參考電壓。

這些精密電阻的值,都是由芯片原廠提供的,芯片是人家設(shè)計的,咱們就不要亂動了,老老實實按照參考設(shè)計來吧。

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