-
关于目前国内外功耗检测技术的发展情况，其内容主要是分析现有的各种电压、电流检测方法。下面对目前应用比较广泛的几种电压和电流检测方法作简要地叙述。
- 上一篇：双质量飞轮的发展研究现状
- 下一篇：电子驻车制动技术国内外研究现状
1 电压检测方法
电压检测方法主要包括A/D转换法和参考电压法。
采用A/D转换法可以利用内部具有A/D转换模块的单片机或者采用其他A/D转换专用芯片，例如飞利浦公司生产的8位带有I2C串行接口、同时具有A/D输入和D/A输出功能的PCF8591。
采用A/D转换法可以直接对被测对象电压值进行采样，这种方法简单直接、容易实现，误差也控制在允许范围内。考虑到测量的精度和系统的简化，本测试系统采用基于C8051F410单片机内部的12位A/D转换器来进行电压检测。33428
参考电压法测量电路包括参考电压源，采样电路和电压比较器电路。其中电压比较器将采样电路采集的电压信号与参考电压源产生的恒定电压信号进行比较，最终输出要测量的电压值。该方法具有测量精度高，电压、工艺、温限宽的特点，但其电路结构复杂且成本较高，并不适用于对精度要求一般的情况[2]。
2 电流检测方法
关于电流检测的方案也是在系统设计中要重点考虑的部分。电流检测一般要求把对回路的影响降到最小，检测电路通常利用测量电流通路中与负载串联的检测电阻两端压降以间接测量电流。按照采样电阻与电源之间连接位置的不同,可分为电压低端电流检测法和电压高端电流检测法。论文网
电压低端电流检测法是指检测电阻接地,与负载串联,负载接电源正极。为了减小检测电阻的功耗,检测电阻一般取很小阻值(几毫欧到几百毫欧),因此检测电阻两端电压降也非常小,需要精确放大以测量其准确的电压值。低端检测电路能简单方便的测出电流。但其也存在严重的缺点，由于检测电阻接在地与负载之间,当电流发生变化时,负载的“相对地”将随之改变,即负载并没有真正地接地 ,在实际电路中对负载来讲会带来许多问题,同时在电流较大并且波动的情况下更为明显。
电压高端电流检测法将检测电阻接在电源与负载之间来测量电流,解决了低端电流检测时负载没有可靠接地的问题。但检测电阻两端要承受较高的共模电压,需要选用具有高共模电压输入范围且共模抑制比较高的放大器对差模电压进行放大。高端检测电路的优点是设备直接和地相连,不影响负载的对地电位。该方法主要的缺点是测量的准确度在很大程度上取决于检测电阻的精确度。检测电阻本身误差的容差、温度相关性、测量通路中的杂散电阻等都会导致误差增加[3]。
传统的高端、低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。近期推出了许多种集成电路解决方案。集成电路内部包括一个精密运放和匹配度很好的电阻，CMRR高达105dB左右。专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测的所有功能单元，可在高达32V的共模电压下检测高端电流，并提供与之成比例的、以地电平为参考点的电流输出。需要对电流做精确测量和控制的应用，如电源管理和电池充电控制，都适合采用这种方案[4]。
除以上两种方法外，还存在许多其他电流检测技术，其中包括滤波器检测技术、并联检测管以及对电感的电流积分等方法。滤波器检测技术检测的是平均电流，而不是实时的电感电流，因而难以完成过流保护的功能。而并联检测管因其具有较高精度，较低功耗，且易于集成芯片内等优点，所以在集成电路设计中，多是采用基于这种检测技术的电流检测电路。该类电路主要分为两种，分别是基于电流镜结构与运算放大器结构的电流检测电路[5]。其中电流镜技术的使用对于小电流检测很适合,但它对于大电流、低电压(包括电池供电)的检测并不适合[6]。