智能手机、平板电脑和其他类型的便携式设备要求越来越小的外形尺寸和更低的功耗。它们也变得越来越复杂，它们所包含的功能数量也在不断增长。然而，这一趋势带来的一个巨大挑战是，可用于容纳每个功能的空间和功率正在以惊人的速度减少。

本应用笔记介绍了一些简单、节省空间的方法，用于解决可移植应用程序所需的一些常见特性。首先，该文件描述了一种高度精确、超低功耗的解决方案，用于估算剩余电池寿命。然后，它详细介绍了一种紧凑，节能的解决方案，用于保护电路和Li+电池免受过流条件的影响。

锂离子电池-电流传感

剩余的Li+电池寿命可以通过精确测量负载电流来估计。一个典型的应用包括在锂电池和负载之间插入一个小的传感器电阻，它产生与负载电流成正比的电压。然后可以使用电流检测放大器来检测这个小电压(通常是几十mV)，并将其放大以产生适合于数字转换器(ADC)动态范围内的输出电压。这种转换器通常在RFchipset或电源管理集成电路(PMIC)中。

便携式设备的两个主要要求是低功耗和小尺寸。对于小电流范围，可以在整个范围内使用固定精度的传感器。然而，一些便携式设备需要大的动态电流范围。对于带有外部感测电阻的电流检测系统，考虑输入偏置电压，感测电阻必须足够大以增加感测电阻的功耗。

图1表示与内部感测元件集成的MAX40016电流感测放大器。整个电流测量路径在工厂中被修剪，这节省了空间，并且比集成高功率精密电流检测电阻更便宜。MAX40016封装在一个超小型，1.98mm x 1.31mm, 15凸点晶圆杠杆封装(WLP)。内部感测元件确保在3A时从电压输入到负载输出的最大电压降为60mV。当电流检测放大器不使用时，器件具有低功耗模式功能，将总电源电流降低到10μA以下。

MAX40016可以检测从小于300μA到大于3A的电流，增益误差仅为1%。测量的电流通过装置内部的电流镜控制电路。这个镜像感测电流连接到由数字输入引脚sel0和SEL1控制的三条路径之一。根据当前感知范围选择ish、ISM或is三种路径之一。

图1显示了一个典型的应用程序。MAX40016的ISH, ISM和ISL的典型电流为2mA/A，具有3A感测电流和ISH高电流感测范围;ISH电流为6mA。采用160欧姆 RISH，内部放大器输入电压为960mV。内部放大器又有1.5V/V。输出电压1.44V，在ADC的满量程范围内。对于较低的电流范围，利用ADC的高分辨率和内部pga功能，可以在ADC侧检测和测量小电流。

如果使用较低分辨率的adc，则可以实现三个缩放电阻。如图2所示，一个12位ADC通过RC滤波器连接到V(OUT)。缩放电阻为R(ISH) = 160欧姆， R(ISM) = 5.36k欧姆和R(ISL) = 160k欧姆，它们的值将感测电流范围分割为30:1。对于300μA至3mA范围内的感应电流，镜像电流在0.6μA至0.006mA范围内。当选择ISL时，R(ISL)处的输出电压为96mV ~ 1V。对于在3mA到93mA范围内的感应电流，R(ISM)处的输出电压从32mv到1V。对于在93mA到3A范围内的感应电流，R(ISH)处的输出电压从30mV到1V。

电池保护电路

如图3所示，当墙壁电源连接时，电池必须与负载断开，以防止墙壁适配器的电源回流到电池中。墙壁电源通常可以处理普通二极管的传统功率损耗，因此在带负载的墙壁适配器之间连接一个。MAX40200是一个理想的二极管，当从电池供电负载时仅损失30mV。这增加了充电周期之间的电池寿命。