这个电路是典型的高精度分压采样 + 低通滤波电路,核心功能是将 VBAT1(通常是电池或外部电源的高压端)按比例降压,转化为 MCU 的 ADC 可采集的低电压,同时滤除噪声以提升采样稳定性。


一、核心元件作用拆解

元件 作用说明
R52(1MΩ) 分压上拉电阻,与 R61 组成分压网络,通过大阻值降低静态电流,适合低功耗场景。
R61(200KΩ) 分压下拉电阻,与 R52 共同决定分压比例;同时与 C47 组成 RC 低通滤波网络。
C47(100nF) 低通滤波电容,滤除采样点的高频噪声(如电源纹波、电磁干扰),使 ADC 采样更稳定。
CH1_ADC 输出节点,连接 MCU 的 ADC 引脚,用于读取分压后的电压值。

二、核心工作原理

1. 分压转换

这是一个电阻分压电路,分压比例为:

  • 若 VBAT1 为 4.2V(典型锂电池电压),CH1_ADC 电压≈0.7V;
  • 若 VBAT1 为 19.8V,CH1_ADC 电压≈3.3V(刚好适配 3.3V MCU 的 ADC 输入上限)。

2. 噪声滤波

R61 与 C47 组成 RC 低通滤波,时间常数:该时间常数与电池电压变化的慢特性(变化速率通常<0.1Hz)匹配,既可以有效滤除高频干扰,又不会过度延迟电压响应。


三、设计要点解读

  1. 低功耗优化1MΩ+200KΩ 的总电阻,使静态电流仅约 3.5μA(以 4.2V 输入为例),非常适合电池供电的低功耗设备(如便携传感器、智能手环)。

  2. 分压比例适配1/6 的分压比例,让 VBAT1 在 0~19.8V 范围内时,CH1_ADC 电压始终在 0~3.3V,完美适配多数 3.3V 供电 MCU 的 ADC 输入范围。

  3. 滤波参数匹配20ms 的 RC 时间常数,既滤除了电源纹波和电磁干扰,又不会因为滤波延迟导致电压采样滞后,适合电池电压这类缓慢变化的信号。


四、典型应用场景

该电路常见于需要电源监测的嵌入式设备,例如:

  • 锂电池 / 铅酸电池的电压监测(如充电宝、电动工具);
  • 外部电源输入的过压 / 欠压检测;
  • 低功耗传感器节点的电源状态采集。
Logo

openvela 操作系统专为 AIoT 领域量身定制,以轻量化、标准兼容、安全性和高度可扩展性为核心特点。openvela 以其卓越的技术优势,已成为众多物联网设备和 AI 硬件的技术首选,涵盖了智能手表、运动手环、智能音箱、耳机、智能家居设备以及机器人等多个领域。

更多推荐