本應用筆記重點介紹用于便攜式設備電源管理的電流檢測放大器。它描述了如何通過簡單、高精度、節省空間和超低功耗的器件（如電流檢測放大器和理想二極管）來解決估算電池剩余壽命和實現電池充電電路保護的問題。

介紹

智能手機、平板電腦和其他種類 的便攜式設備需要越來越小的外形尺寸和更低的外形尺寸 功耗率。它們也變得越來越復雜，數量也越來越多 它們包含的功能繼續增長。這是一個巨大的挑戰 然而，趨勢是，可用于容納每個的空間和功率 功能正在以驚人的速度減少。

本應用筆記介紹 簡單、節省空間的方法，用于解決一些可移植的常見功能 應用程序需要。首先，文檔描述了一個高度準確， 用于估算剩余電池壽命的超低功耗解決方案。然后，它 詳細介紹了用于保護電路和Li+的緊湊、節能解決方案 電池來自過流條件。

Li+ 電池電流檢測

Li+電池的剩余續航時間可以通過精確估算 測量負載電流。典型的應用涉及插入一個小的傳感 Li+電池和負載之間的電阻，產生電壓 與負載電流成正比。然后可以使用電流檢測放大器 檢測這個小電壓（通常為幾十mV）并將其放大至 產生適合 模數轉換器 （ADC）。這種轉換器通常位于RF內部 芯片組或電源管理集成電路 （PMIC）。

便攜式設備的兩個主要要求是低功耗 消耗和體積小。對于小電流范圍，固定精度檢測 電阻器可用于整個范圍。但是，某些便攜式設備 需要較大的動態電流范圍。用于帶外部的電流檢測系統 檢測電阻，考慮輸入失調電壓，檢測電阻必須 足夠大，可以增加檢測電阻的功耗。

圖1所示為集成MAX40016檢流放大器 帶有內部感應元件。整個電流測量 路徑在工廠進行修整，節省空間，比 集成高功率精密電流檢測電阻器。MAX40016 采用超小型 1.98mm x 1.31mm 15 焊球晶圓桿封裝 （WLP） 封裝。 一個內部檢測元件確保 3A 時的最大壓降為 60mV，從 電壓輸入至負載輸出。不使用檢流放大器時， 器件具有低功耗模式功能，可將總電源電流降至 10μA 以下。

MAX40016可檢測小于300μA至300μA的電流 大于3A，增益誤差僅為1%。測量的電流通過 電流鏡控制電路在設備內部。這種鏡像檢測電流 連接到由數字輸入引腳 SEL0 控制的三條路徑之一 和 SEL1。根據當前選擇三種路徑之一（ISH、ISM 或 ISL）。 檢測范圍。

圖 1 顯示了一個典型應用。MAX40016的典型電流 ISH、ISM 和 ISL 為 2mA/A，檢測電流為 3A，ISH 高電流 啟用感應范圍;ISH電流為6mA。當額定值為160Ω時， 內部放大器的輸入電壓為960mV。內部放大器具有一個 增益為1.5V/V，輸出電壓為1.44V，在滿量程范圍內 的 ADC。對于較低的電流范圍，具有ADC的高分辨率和內部 PGA功能，可以在ADC側檢測和測量小電流。

圖1.MAX40016電流檢測放大器，具有高分辨率ADC，用于轉換輸出電壓以進行電流監測。

如果分辨率較低，可以實現三個縮放電阻 使用模數轉換器。如圖2所示，一個12位ADC連接到V外通過 RC 濾波器。縮放電阻為 R伊什= 160Ω， R主義= 5.36kΩ， 和 RISL= 160kΩ，其值劃分檢測電流范圍 在 30：1 的范圍內。對于 300μA 至 3mA 范圍內的檢測電流，一個鏡像 電流范圍為 0.6μA 至 0.006mA。選擇 ISL 時，輸出 R 時的電壓ISL范圍為 96mV 至 1V。用于檢測范圍內的電流 3mA至93mA，輸出電壓在R主義來自 32mV 至 1V。對于93mA至3A范圍內的檢測電流，輸出電壓在R伊什范圍為 30mV 至 1V。

圖2.MAX40016電流檢測放大器用于 測量電池電流，同時使用低分辨率ADC轉換輸出 用于電流監控的電壓。

電池保護電路

如圖3所示，當連接墻上電源時， 電池必須與負載斷開，以防止墻上適配器通電 防止流回電池。墻壁電源通常可以處理 普通二極管的額外功率損耗，因此在墻壁之間連接一個 帶負載的適配器。MAX40200為理想二極管，當 用電池為負載供電。這增加了兩次充電之間的電池壽命 周期。

圖2.MAX40016電流檢測放大器用于測量電池電流，低分辨率ADC用于轉換輸出電壓以進行電流監測。

審核編輯：郭婷