之前寫過(guò)一篇紐扣電池電壓測(cè)量方法，感興趣的自己往前翻翻吧，《硬件工程師技術(shù)干貨6—紐扣電池低功耗供電電源設(shè)計(jì)》，本文主要介紹電流測(cè)量。

我司有產(chǎn)品用到了不可充電的紐扣電池，為MCU的RTC以及其它重要電路提供電源，正常工作時(shí)電池輸出電流極少，約3-5uA左右，此電池非常重要，可以這么說(shuō)，此電池決定了產(chǎn)品的壽命，電量耗盡后產(chǎn)品就“壽終正寢”了。為了保證電池的可靠性，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有電池電流測(cè)量，電池電壓測(cè)量，防止異常產(chǎn)品流向市場(chǎng)。測(cè)量電壓很好辦，儀表并聯(lián)測(cè)量即可，但是測(cè)量電流需要把測(cè)量?jī)x表串入電源線上，串接形式對(duì)于生產(chǎn)來(lái)說(shuō)有少許麻煩。

現(xiàn)在設(shè)計(jì)如下電路，解決以上痛點(diǎn)：

1、原理：

紐扣電池的負(fù)極不是直接接地，而是使用10k電阻接地，測(cè)量電流時(shí)把電流測(cè)量?jī)x表串接在兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻很小會(huì)把R1電阻短路，可以看做把儀表串接在電源線上，測(cè)量完成后兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)也無(wú)需短接。但是增加的R1會(huì)產(chǎn)生額外功耗，減少電池壽命，現(xiàn)在我們來(lái)估算一下電池壽命會(huì)減少多少。紐扣電池等效電路如下：

估算RL：

產(chǎn)品在使用過(guò)程中，紐扣電池的電壓是逐漸下降的，電流也會(huì)發(fā)生變化。我們以新產(chǎn)品估算RL，一般的紐扣電池標(biāo)稱電壓3V，出廠電壓約3.3V，電流5uA，RL = 3.3V/5uA = 660K，相比10K的R1大的多得多。

估算壽命：

電池存儲(chǔ)的能量W決定了壽命，在沒(méi)有R1的時(shí)候電池能量都給了RL，加上R1后，電池能量被R1和RL瓜分。RL得到了W*RL/(R1+RL)，即， 0.9851W。

假設(shè)沒(méi)有R1的時(shí)候能夠使用6年，現(xiàn)在能夠使用0.9851*6 = 5.9106年，可以說(shuō)是影響非常小。

2、優(yōu)點(diǎn)：

1)解決了產(chǎn)線上手工焊接的麻煩。

2)配合額外電路能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品電流自測(cè)量。從R1處測(cè)量電壓不會(huì)引入功耗，尤其在關(guān)機(jī)的時(shí)候。

3、缺點(diǎn)：

1)R1會(huì)產(chǎn)生功耗問(wèn)題，使產(chǎn)品壽命縮短。

2)R1電阻的兩端電壓是個(gè)負(fù)值，如果使用ADC采集有少許麻煩，因?yàn)楹枚郙CU沒(méi)有負(fù)參考。另外R1兩端壓降很小，直接ADC誤差較大。假設(shè)電流值為5uA，R1上產(chǎn)生壓降Ur1=5uA*10KΩ = 50mV。可以適當(dāng)增加R1。