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低功耗设备的电流测量问题,帮想想思路

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出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:01:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
手头弄一块低功耗的板子,电流测量比较头疼

睡眠电流几个uA,不定期出现峰值电流2A+

想系统地测下功耗,类似于示波器监控电压一样监控电流然后形成数据

这个量程跨度有点大,而且响应速度必须跟上,没找到合适的电流表,琢磨着实在自己搞个专用的测量设备

目前情况,为了满足大电流测量,用低检流电阻,动态调节运放增益,但uA级电流或开路时有可能测不准或者飘的太远,
继电器硬切检流电阻,响应速度怕是跟不上,有可能会影响负载工作

大家有什么建议高招,能解决这个问题,感激不尽

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:08:07 来自手机 | 显示全部楼层
同求,同问

出0入442汤圆

发表于 2018-2-24 16:09:29 来自手机 | 显示全部楼层
100k的12位adc搭ui积分电路呗。

出500入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:11:00 | 显示全部楼层
软件上处理一下,峰值电流出现之前给一个信号出来,切换取样电阻

恢复低功耗之后再给一个信号切换取样电阻

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:11:38 | 显示全部楼层
JamesErik 发表于 2018-2-24 16:11
软件上处理一下,峰值电流出现之前给一个信号出来,切换取样电阻

恢复低功耗之后再给一个信号切换取样电阻 ...

有没有现成的设备

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-2-24 16:18:01 | 显示全部楼层
JamesErik 发表于 2018-2-24 16:11
软件上处理一下,峰值电流出现之前给一个信号出来,切换取样电阻

恢复低功耗之后再给一个信号切换取样电阻 ...

单片机退出休眠状态估计都十几毫安了,这个跨度也不小
另外只要是涉及到继电器,就大大限制了响应速度啊

出500入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:26:44 | 显示全部楼层
辣条 发表于 2018-2-24 16:18
单片机退出休眠状态估计都十几毫安了,这个跨度也不小
另外只要是涉及到继电器,就大大限制了响应速度啊 ...

继电器只是一个思路,觉得慢就用mos

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 16:31:56 | 显示全部楼层
一路信号,分别输入到两个放大器电路,一个是放大、一个是衰减,同时测量;小电流的时候,一个通道正好;大电流的时候,一个通道超量程;

出0入4汤圆

发表于 2018-2-24 16:33:56 | 显示全部楼层
是德科技 有专门的仪器干这活 ,  一台大约10W  

企业的话 还是很值得拥有

出110入12汤圆

发表于 2018-2-24 16:43:04 | 显示全部楼层
楼主要是找现成设备的话就参考9楼哥们推荐的,专门设备专门的活。要是自己想做出这么个装置出来,建议放弃。
说说我的想法:
自己曾经用过曲线救国的办法,概括的说就是找规律,然后一分为二的去测量。
比如说,休眠时候,休眠电流必然是一个定值,定值本身就是规律,用高精度电流表把这个值测量出来记录好,然后转成测量高电流值的设备测量和记录。这时候休眠电流基本测不出来,但是没关系,因为前面已经测好了,只要发现电流基本是0的时候,人工补上休眠电流就行了。

不知道你测这个是为了什么。如果是为了测电池寿命,这个办法够了。

出300入477汤圆

发表于 2018-2-24 16:43:07 | 显示全部楼层
安捷伦(是德)N6705B电源分析仪,你值得拥有。。。
它自己既是电源又是表,自己发出电流自己测,所以你的负载随时需要多少电流它都知道,这样就能把自己内部的电流表调到正确的量程。
对于不能合作的被测对象,没有比这更好的方法了。只要你不嫌¥贵就行
如果被测对象可以合作,那么你让被测对象自己控制一个MOS管切换采样电阻或者切换PGA都行

出110入12汤圆

发表于 2018-2-24 16:45:10 | 显示全部楼层
要是测量范围没那么大,这个板子很适合你,可惜2A太大了:
https://www.amobbs.com/forum.php ... ;page=1#pid10023931

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 17:11:10 | 显示全部楼层
我准备自己做一个
两种方案,一个是用超级电容,降压来测,一个是adc 采样积分来做

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-2-24 17:15:46 | 显示全部楼层
erxun 发表于 2018-2-24 16:31
一路信号,分别输入到两个放大器电路,一个是放大、一个是衰减,同时测量;小电流的时候,一个通道正好;大 ...

问题是,检流电阻  太小了uA电流测不出来,太大了影响负载

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 17:43:25 | 显示全部楼层
辣条 发表于 2018-2-24 17:15
问题是,检流电阻  太小了uA电流测不出来,太大了影响负载

貌似可以测,目前想到了一个方法,我们也是uA nA的,峰值会有几十或者更高mA。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 17:46:45 | 显示全部楼层
分开状态测量就好了,大电流是多少,小电流是多少,然后根据工作时间去算平均电流

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 18:05:34 | 显示全部楼层
楼主看看我自己做的这个怎么样?最小电流精确到1uA,最大3A以上,量程自动切换

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出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 19:34:13 来自手机 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-24 18:05
楼主看看我自己做的这个怎么样?最小电流精确到1uA,最大3A以上,量程自动切换 ...

厉害用的是什么方案

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-2-24 19:35:29 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-24 18:05
楼主看看我自己做的这个怎么样?最小电流精确到1uA,最大3A以上,量程自动切换 ...

这个看起来不错,指标刚刚的,除了纹波有点大
MOS切电阻?瞬态响应速度如何?

出0入21汤圆

发表于 2018-2-24 19:47:54 | 显示全部楼层
应该不叫测电流吧,是查找为何会出现2A的故障才是

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 19:54:59 来自手机 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2018-2-24 16:43
安捷伦(是德)N6705B电源分析仪,你值得拥有。。。
它自己既是电源又是表,自己发出电流自己测,所以你的 ...

我们就在用这电源主机。老JB稳定了。最早的一套快十年了。基本是不断电的还在用呢。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 20:02:07 | 显示全部楼层
公司不差钱就参考9楼,11楼,找专业的设备,肯定是好用精准

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 20:30:51 | 显示全部楼层
这样如何:
用个大电容供电,电压低于一定值时给电容恒流充电,且充电时间固定;
通过充电次数来计算电量。

出300入477汤圆

发表于 2018-2-24 20:31:39 | 显示全部楼层
StoneSun 发表于 2018-2-24 19:54
我们就在用这电源主机。老JB稳定了。最早的一套快十年了。基本是不断电的还在用呢。 ...

你用它做什么啊?正常来说这种东西主要的用途就是测低功耗,不太可能10年不断电运行啊,大部分人只是在有需要的时候才用它一下而已。
就算放在生产线上做批量测试也很少见到10年不断电的~
难道你把它当个普通电源来用了?
头像被屏蔽

出0入0汤圆

发表于 2018-2-24 21:13:33 | 显示全部楼层
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出0入476汤圆

发表于 2018-2-24 22:33:30 | 显示全部楼层
25楼的才是正解。  实际上需要的是高速的高精度AD。
不过我一般用示波器+数字万用表测(必须用到6位半以上,不换档测量)。示波器看瞬态电流时间和大致大小   万用表看平均低功耗电流。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-25 09:45:08 | 显示全部楼层
可以用电量芯片,一般电量表也是双输入的;测试一段时间的电量,计算对应的电流。

出90入0汤圆

发表于 2018-2-25 10:07:40 | 显示全部楼层
25楼的 值得拥有。
我们现在,只能用用示波器。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-25 10:30:15 | 显示全部楼层
霸气侧漏 发表于 2018-2-24 19:34
厉害用的是什么方案

18位ADC+8PGA(MCP3421),相当于21位ADC。MOS切换采样电阻,ADC采样速度较低,3.75sps。我做这个也是用于低功耗设备功耗测量,不知道是否满足楼主要求。

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出0入0汤圆

发表于 2018-2-25 10:46:07 | 显示全部楼层
因为采样速度较低,为了防止在低电流情况下电流突然变大,采样电阻分压过大而导致负载电压降低过大,加入大电流突变电压保护(运放加MOS),这样如果平时电流uA级,突然变到A级,运放会打开MOS,使MOS和采样电阻2.2R并联,不会导致在大电阻采样情况下电流变大而导致负载电压降低过大。

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出300入477汤圆

发表于 2018-2-25 11:11:39 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-25 10:30
18位ADC+8PGA(MCP3421),相当于21位ADC。MOS切换采样电阻,ADC采样速度较低,3.75sps。我做这个也是用 ...

用个快一点的AD吧,比如ADS1256这种档次的,这样在K级别的采样率下还能得到很好的精度。
要知道低功耗的东西基本上都是要求高功耗时间越短越好的。每次从休眠醒过来,最好能在毫秒级别完成任务然后赶紧继续休眠~
3421实在太慢了,每秒钟才能测3次多,根本见不到这种瞬间唤醒状态...
真要做低功耗测试就不要省这个AD的成本,几十块钱一个的AD根本就不值钱的。。。

出300入477汤圆

发表于 2018-2-25 11:20:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 redroof 于 2018-2-25 11:26 编辑
hzpyl 发表于 2018-2-25 10:07
25楼的 值得拥有。
我们现在,只能用用示波器。


安捷伦的成品N6705C系统,官方淘宝店报价13万多呢(而且只是最小的配置,只有1路电源测量模块。满配可以到4路,算算要多少¥)



至于25楼的CX3300,我没查到价钱
看起来CX3300的速度跟示波器一个档次,但精度并不好,而N6705精度好得多但是速度慢,也不知道这俩哪个更贵。。。


下面是N6705配套的电源测量模块的参数。
测量精度0.025%,编程精度0.03%,速度200K

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出0入0汤圆

发表于 2018-2-25 11:51:04 | 显示全部楼层
简单测量用两个电阻接示波器器,小电流采样电阻上并联二极管,大电流采样电阻用小阻值,只适合粗略估算。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-26 09:48:02 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2018-2-25 11:20
安捷伦的成品N6705C系统,官方淘宝店报价13万多呢(而且只是最小的配置,只有1路电源测量模块。满配可以 ...

CX3300比N6705贵

出300入477汤圆

发表于 2018-2-26 10:14:56 | 显示全部楼层

也就是对你们来说,“高速低精度”比“低速高精度”还要更难做一些
其实我感觉常规的示波器加上电流探头是不是也可以代替CX3300的作用了?只是好的电流探头也很贵。。。

出0入0汤圆

发表于 2018-2-26 15:00:25 | 显示全部楼层
redroof 发表于 2018-2-26 10:14
也就是对你们来说,“高速低精度”比“低速高精度”还要更难做一些
其实我感觉常规的示波器加 ...

只要满足测量条件,示波器加探头也可以,是刀都能杀鸡,但用牛刀杀鸡或玩具刀杀鸡就比较费力麻烦 ,专用的设备有其独特的分析功能

出0入0汤圆

发表于 2018-2-26 20:43:52 来自手机 | 显示全部楼层
曾经买过一台,还行

出0入4汤圆

发表于 2018-8-18 15:18:20 来自手机 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-24 18:05
楼主看看我自己做的这个怎么样?最小电流精确到1uA,最大3A以上,量程自动切换 ...

你出产品了吗

出0入0汤圆

发表于 2018-9-25 21:12:35 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-25 10:46
因为采样速度较低,为了防止在低电流情况下电流突然变大,采样电阻分压过大而导致负载电压降低过大,加入大 ...

        感觉换个高速点的 AD,带个通讯功能的话,这个东西 应该市场可以的哇

出0入0汤圆

发表于 2018-9-25 22:14:55 | 显示全部楼层
高精度高速度ad配合合适的采样电阻

出0入0汤圆

发表于 2018-9-26 09:50:49 | 显示全部楼层
N6705模块,还要买一台主机

出0入0汤圆

发表于 2018-9-29 18:06:35 | 显示全部楼层
huarana 发表于 2018-2-24 16:33
是德科技 有专门的仪器干这活 ,  一台大约10W  

企业的话 还是很值得拥有 ...

正解

出0入0汤圆

发表于 2018-9-30 07:58:47 | 显示全部楼层
都好贵啊。。。。。

出0入0汤圆

发表于 2018-10-3 07:11:31 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-25 10:46
因为采样速度较低,为了防止在低电流情况下电流突然变大,采样电阻分压过大而导致负载电压降低过大,加入大 ...

大神的自制设备能拿来出售用吗?
省去工装制作了 ,求勾搭方式。

出95入100汤圆

发表于 2019-4-23 14:13:08 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-24 18:05
楼主看看我自己做的这个怎么样?最小电流精确到1uA,最大3A以上,量程自动切换 ...

大侠,你做的这个有卖吗?

出0入0汤圆

发表于 2019-4-23 15:56:50 | 显示全部楼层
也想要一台这样的设备

出0入0汤圆

发表于 2019-5-15 17:01:36 来自手机 | 显示全部楼层
好东西 正在设计10A/ma/uA 功能表很快就会面世

出0入0汤圆

发表于 2019-6-25 22:03:01 | 显示全部楼层
正好需要

出0入420汤圆

发表于 2020-5-28 15:25:26 | 显示全部楼层
winfuture 发表于 2018-2-25 10:46
因为采样速度较低,为了防止在低电流情况下电流突然变大,采样电阻分压过大而导致负载电压降低过大,加入大 ...

1uA-3A 自动量程,这个电路不错,就是采样慢了点

出0入0汤圆

发表于 2020-6-1 10:20:29 | 显示全部楼层
大电流和小电流的测量精度都是可以保证的,只是继电器切换时间都在mS级别不太理想,从小档位切换至大档位的过程,设备可能重启或关机。尝试用可编程增益仪表放大器,试试看,或许管用。

出0入0汤圆

发表于 2020-6-1 14:59:38 | 显示全部楼层
不知道LZ找到没有,我有方案不用切换,既可以到3A又可以分辨到uV

出0入0汤圆

发表于 2022-2-20 12:45:16 | 显示全部楼层
zhugean 发表于 2020-6-1 14:59
不知道LZ找到没有,我有方案不用切换,既可以到3A又可以分辨到uV
(引用自51楼)

请问是啥方案?

出0入0汤圆

发表于 2022-2-20 12:45:57 | 显示全部楼层
楼主请问你的这个方案做好了吗?
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