低电流电池监控

我想通过3V线性稳压器从1S脂质运行一个微控制器。但是我需要测量电池电压。使用分压器的问题在于，随着时间的流逝，电池可能会耗尽电池，这可能会或可能不会内置保护电路。由于我使用的AVR的建议输入阻抗不超过10K，所以我无法使分隔线太大。

谁能提出一种解决方案，使我能够在几个月内监视该电压而又不会杀死未经保护的电池？该电路可能会长时间进入深度睡眠模式，这意味着分压器解决方案将消耗最大功率。

我最终使用了Hanno和Andy的解决方案。感谢所有的投入。只能选择一个答案。

分压器需要以深度睡眠模式加入MCU，然后...这可以通过一个P沟道FET（例如）来实现...。当MCU唤醒时，它将需要测量电池电压，因此可以做的是打开在P沟道FET周围形成的电路，该电路将电池+ V连接到分压器：-

ADC输入如右图所示，除非MCU通过10k电阻激活BC547，否则不会有电压到达该输入。如果不激活，P沟道FET将关闭，并且实际上会断路。如果您可以对MCU进行编程以使其在睡眠时在其控制引脚上具有下拉电阻，那么应该在该点与地面之间添加另一个（例如）10k电阻器-这样可确保P沟道FET完全断开。

提醒一下，关闭时选择泄漏电流小的P通道FET，否则会稍微缩短电池寿命，但是大多数FET会低于100nA，许多在1nA左右。

最后一件事-当微型电源关闭时，稳压器如何在待机电流上发挥作用-您还需要照顾它吗？

当您只需要找出电池快要用完时（或在此之前发出警告）时，就不需要直接测量其电压。在电池达到其最低电压之前，稳压器的输出电压将降至3V以下。因此，您可以测量微控制器的电源电压。

根据其实际功能，您可以不使用分压器来执行此操作。例如，请查看PIC12F1822 的ADC数据手册（第141页）：

PIC具有内部参考电压，并且可以测量其值（进入多路复用器的“ FVR缓冲器”）。但它也可以将电源电压用作ADC测量的参考（顶部的ADPREF选择器）。

鉴于此，人们可以简单地测量相对于电源电压的参考电压，并得到电源电压。对于12F1822，内部基准电压为2.048V，ADC具有10位分辨率。因此，当电源电压降至3.0V以下时，ADC结果将高于699：

甲dÇřË小号Ù升吨=1024*2.048

注意，较低的电源电压意味着较高的ADC结果，因为输入电压和参考电压被交换为通常的方式。给定ADC结果，您可以将该公式转换为实际电源电压。

您真的需要线性稳压器吗？在满电池电压下运行µC会使事情变得容易得多。此外，即使在节电模式下，稳压器和µC也会始终消耗功率，从而不断消耗电池电量。查看数据表并牢记这一点。

因为（在普通采样保持ADC中，例如AVR µC中的）ADC输入仅在实际采样一个值时才吸收电流，所以可以通过简单地添加一个电容器来补偿瞬态低输入阻抗：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

当然，最大采样频率将受到这种方式的限制，因为在下一次采样完成之前，电容器将需要时间通过大电阻器重新充电，但是我想您无论如何都不会进行多于一次的测量。

可以通过改变电容器的容量和/或R1来设置电容器再充电所需的时间。R1越大=能量的“损失”越少+最大值越低。采样频率。对于给定的电阻器，较小的容量将更快充电，依此类推。
您将需要最大化R1的值，然后可能需要最小化C1的值以达到所需的采样频率。

最小容量取决于ADC将为样本抽取的电荷量，而电荷量又取决于ADC样本缓冲器的容量。对于AVR设备，我似乎记得该值是在数据手册中指定的。对于其他µC，我无法确定，但是图中的1µF在任何情况下都可能绰绰有余，并且可能会降低10倍左右。ADC的规格会告诉您。

编辑：

我在Atmel的ATmega1284p数据表中发现了这一点。S＆H缓冲区的电容指定为14 微微法拉，因此C1 的几个毫微法拉就足够了。

例如，请参见此处的讨论。