合宙CC表电路分析 IoT Power - CC

创天蓝

合宙CC表电流采样与电压跟随电路分析

本文对合宙CC表右下角的电流采样与电压跟随电路进行了初步分析，旨在分享技术细节与学习心得。如有疏漏或错误，欢迎在评论区指正。

声明：本文内容仅供学习交流，无任何商业用途，请勿用于盈利或出售。

修订历史：

2025/1/26 20:30:

1. 修复原理图1kR采样电阻标注错误，实际上为100R，感谢数码之家网友 ”kkstun“

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电路设计亮点

• 多档位采样电阻设计：
  
  • 采用0.01Ω、1Ω、100Ω三档采样电阻，通过单片机控制NMOS管将采样电阻短路至输出端，实现灵活的档位切换。
  • 这种设计能够在不同电流范围内实现高精度采样，兼顾小电流与大电流的测量需求。
    
  
  

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问题探讨与疑问

作为一名软件开发者，我在硬件电路设计方面有一些疑问，希望与大家共同探讨：

• 采样电阻对电流测量的影响（已修改）：
  
  • 在仿真中，使用6.6kΩ作为500μA的假负载时，实测CC表电流仅为492μA。
  • 分析认为，此时两个MOS管处于非导通状态，采样电阻总值为101.01Ω（0.01Ω + 1Ω + 100Ω），实际由100Ω电阻主导采样。
  • 这是否会导致测量误差，使得测试时电流偏小，而实际运行时电流偏大？进而可能误导用户认为待测设备功耗较低，而实际运行时功耗较高。
  • 疑问：CC表是否在软件层面对此类误差进行了校正？
    
• NMOS管在上管驱动中的应用（已修改）：
  
  
  • NMOS管用于将采样电阻的Vin+与Vout+短接，以实现档位切换。
  • 疑问：NMOS管通常用于低侧驱动，此处为何能够用于上管驱动？是否有特殊的电路设计或驱动逻辑？
  • 2025/1/26 20:30，数码之家网友”kkstun“回复：NMOS实际处于低侧；正在复核：不太理解，nmos还是在负载之上，为什么被称为低侧而不是高侧，我是否有遗漏的地方
  • 2025/1/26 20:50：突然明白为什么，结合下面的”4. 参考地与Vout+网络的连接“，可以知道控制这个NMOS的MCU参考地其实就是VOUT+（来自VIN+），当这个MCU输出高电平时，电压能满足这个Vgs>Vth！不确定是不是就因为这样
  • 2025/1/27 14:55：确定这个位置的nmos之所以能驱动是因为基于上面一点的电压差；合宙CC表的DCDC通过额外的电感隔离输出gnd基于Vout+的3.3V电压，因此有一个压差
    
• 运放电路设计选择：
  
  
  • 采用同向比例放大电路对采样电压进行放大。
  • 疑问：为何未使用差分放大电路？是否因为RS8554XQ精密运放不适合差分放大应用，还是出于其他设计考虑？
    
• 参考地与Vout+网络的连接（已修改）：
  
  
  • 观察到CC表下半部分的参考地（GND）与Vout+网络直接相连。
  • 疑问：这种设计是否基于特定的电路布局或信号处理需求？是否存在潜在的信号干扰或噪声问题？
  • 2025/1/26 20:50：详见上面的（2. NMOS管在上管驱动中的应用）
  • 2025/1/27 14:55：已确定上一点的猜想
    
  
  

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  欢迎大家在评论区分享您的见解与经验，共同探讨技术细节！

kkstun

楼主有个地方搞错了。是0.01Ω、1Ω、100Ω。

kkstun

另外这个电流表的nmos管就是放在低侧，我测过。

liqh

谢谢分享。没看懂

sadfun

谢谢分享~进来学习一下

创天蓝

kkstun 发表于 2025-1-26 17:01
楼主有个地方搞错了。是0.01Ω、1Ω、100Ω。

感谢提醒，我复测一下

创天蓝

kkstun 发表于 2025-1-26 17:01
楼主有个地方搞错了。是0.01Ω、1Ω、100Ω。

确实存在这个问题，看漏了，现在修正为100R，6.6kR模拟负载测试中带来的影响只有8ua了

创天蓝

kkstun 发表于 2025-1-26 17:04
另外这个电流表的nmos管就是放在低侧，我测过。

突然明白为什么，结合上面提出问题的”4. 参考地与Vout+网络的连接“，可以发现控制这个NMOS的MCU参考地其实就是VOUT+（来自VIN+），当这个MCU输出高电平时，电压能满足这个Vgs>Vth！是因为这样吗

创天蓝

kkstun 发表于 2025-1-26 17:04
另外这个电流表的nmos管就是放在低侧，我测过。

还是没看懂为什么这个nmos会在低侧，它看起来仍然在负载之上，请指教

yylvls

50多好像，我也买了一块，屏幕很不错，后来又买了维简，这个长期在抽屉里睡大觉。

创天蓝

原帖原理图更新，修复了一些错误

创天蓝

传输错误了，以这个为准

xiaowang_hu

n-mos D-S反了。楼主一分析，原理比较简单了：过大电流，Q1导通。输入经过U1输出到负载。只需采样RS1即可。如果采样结果较低，无法分辨。断开Q1，导通Q2，采样RS1 RS2 。负载电流极低，断开Q1 Q2 。采样RS1  RS2 RS3。反之，电流递增，导通Q2 或者直接导通Q1.即可。

youlinys

牛逼。高人

创意工坊

有没有c5的分析图

读你懂你爱你

控制这个NMOS的MCU参考地其实就是VOUT+

jhb0808

合宙CC电流表电路解析：快充协议与隔离设计详解   

这个视频可以参考一下，我也正在学习中，我就有点纳闷25V的电压他是怎么测量出来的

jjybqa

nmos是可以驱动，我测试的时候发现stm32的供电电压永远比Vout要高，由此可以推出采样部分的参考地是以Vout为参考，以某种方式升压给stm32供电，可能是电荷泵，这时候的nmos的低测就是vout，驱动nmos的io电平是vout加上升压泵电压，是能够完全导通的。

豆腐Orz

正好想研究一下

alittlemoth

比较高端，看不懂的飘过