电池的电压和电流测量单端还是差分？

我正在尝试为电池充电/监视项目测量电池的电流和电压。我已经阅读了所有有关电流感应（包括高端和低端感应）的信息。而且我决定使用分流电阻器进行电流测量，因为与其他电流测量设备相比，它们更精确。我的电池将是锂离子电池，并且该电池支架的最大额定值为（4.3V，40A）。

但是，我对如何使用ADC测量电压和电流感到困惑，即应该单端还是差分测量。下面给出了我的电路的非常粗略的草图。（该ADC将与微控制器接口）

可以将电池连接到降压转换器以进行充电。并且ADC也可以看到。

（请注意，我的草图可能不准确，但我的意思是我在此处和图中写的所有内容）

我的想法是，如果我尝试以这种方式测量电池的电压和电流（如下图所示），我的电压将是差分的（因为电池的负极端子未直接接地，因此两者之间存在分流）必须将其馈入差分输入ADC，而由于分流器的一条腿接地，因此要最终测量电流。

如果我尝试以这种方式测量电池的电压和电流（如下图所示），我的电压将被单端终止（因为电池的负极端子直接接地），并且我的电流测量必须进行差分处理（因为我的分流器位于电源和电池之间）。

现在，我不是ADC方面的专家，但据我所知（如果有ADC数据手册），如果ADC同时具有单端和差分端输入，我们可以将其用作单端输入ADC 或可以使用它作为差分端输入ADC。这意味着我们不能同时将其用作单输入和差分输入。

这使我想到了我的问题。有什么解决方案？我是否应该使用2个不同的ADC，一个用于单端输入，另一个用于差分端输入？ 还是我可以差分方式测量电流和电压，然后将它们都馈入配置为差分端输入ADC的单个ADC？PS我不希望使用单端到差分端的AMP，因为我应该以尽可能高的精度来测量这些量，而引入这样的AMP会降低系统的测量精度。

因此，剩下的问题是，我是否可以差分地测量两个量？如下图所示，它只是将电压测量连接馈入差分端输入ADC的“ +”和“-”输入。由于在这种情况下电池的负极端子将处于接地电位，因此可以将其馈入差分输入ADC的“-”端子吗？（由于我在电子领域没有太多知识，所以我不知道这是否可能，或者我在这里问的完全是愚蠢的）

您的宝贵评论将不胜感激，

谢谢。

谢谢。

...据我所知（如果还有它们的数据表），如果ADC同时具有单端和差分端输入，我们可以将其用作单端输入ADC，也可以将其用作差分端输入ADC 。这意味着我们不能同时将其用作单输入和差分输入。

这并非总是如此。例如，我最近在几个项目中使用了ADS1015。在该芯片上，每当切换正在读取的通道时，您还可以选择在单端和差分测量之间切换。（这不是该芯片对您的项目的认可。仅是该芯片的示例，它没有您认为是通用的限制）

此外，即使您必须同时为所有通道将其配置为单端或差分设备，也不会阻止您将接地用作差分通道的输入之一。因此，您可以将其配置为差分并继续设计。您唯一会失去的是将第4输入引脚用于其他用途的机会。

另一个选择是，如果您打算使用外部信号调理，则可以在信号调理电路中进行差分到单端转换，而您的ADC将永远不会知道信号不是单端的。这实质上使图中所示的放大器成为外部设备，而不是ADC芯片的内部设备（并在其反馈网络中添加一些滤波以降低噪声）。

我认为您提出的所有解决方案都可能是好的解决方案。

如果实施得当，我认为如果您要寻求一个完整的差分或部分单端解决方案，那就没关系了。但是总的来说，差分电路对外部干扰较不敏感。

请确保（差分）放大器具有正确的电压增益，以便您将使用ADC的整个范围。

另一个潜在的问题是，由于将使用开关转换器，因此在测量的电流和电压上会产生开关噪声。在并联电阻器/电池和放大器输入之间使用低通滤波器可能足以抑制这种噪声。ADC的测量值的一些平均值也可能有助于并提高精度。

工藤的功课是在这个论坛上，您已经比许多寻求答案的人了解更多！:-)

您使用什么值作为检测电阻？许多4.3V锂离子电池充电器/显示器使用10mOhm的电流；在40A下，您将产生400mV并燃烧10mOhm *（40A）^ 2 = 16W。看起来很浪费，更不用说以该额定值购买精密电阻器了。

取一个足够小的电阻，使其两端的电压可以忽略不计。然后您可以测量电池电压和单端电流。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

您还可以使用VBAT'= VBAT-IBAT * RSNS来校准感测电阻上的压降。