CN106535463A - 一种改善电流检测精度的焊盘结构及电路 - Google Patents

一种改善电流检测精度的焊盘结构及电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种焊盘结构。一种改善电流检测精度的焊盘结构，第一组焊盘，用以连接一电流检测电阻的第一引脚，第一组焊盘包括第一部和第三部，第一部的面积大于第三部的面积，第三部上引出一第一电压检测点；第二组焊盘，用以连接电流检测电阻的第二引脚，第二组焊盘包括第二部和第四部，第二部的面积大于第四部的面积，第四部上引出一第二电压检测点。本发明可提高电流测试精度，实现方式更加简单，且使得电量测试批次稳定性好。

Description

一种改善电流检测精度的焊盘结构及电路
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种焊盘结构。
背景技术
手机电池电量的测试及显示通常采用电量计(fuel gauge)进行测试，其基本原理是其中，Qint ial为初始电量，为已知量；Qremain为剩余电量。从上述公式可知，Qremain测量精度取决于时间t和流经电池的电流I的测量精度，而目前时间t的测量精度已经很高，要想提高剩余电量Qremain的测量精度必须提高流经电池的电流I的测量精度。常见的测量流经电池的电流I的测量电路如图1所示，通过在电池与负载的连接回路中串接一个电流检测电阻Current Sensor，当有电流流经该电流检测电阻Current Sensor时在该电流检测电阻Current Sensor两端产生电压降Vcurrentsensor，通过检测Vcurrentsensor并依据以下公式：I＝Vcurrentsensor/Rcurrentsensor以获得上述的电流I，其中，Rcurrentsensor是电流检测电阻Current Sensor的阻值，实际手机电量校准中需要调整Rcurrentsensor的阻值来使电流I接近实际值，从而提高测量精度，这就导致不同批次的Rcurrentsensor校准值不一样，校准工作量比较大，效率低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，提供一种改善电流检测精度的焊盘结构，解决以上技术问题；
针对现有技术存在的上述问题，还提供一种改善电流检测精度的电路，解决以上技术问题；
具体技术方案如下：
一种改善电流检测精度的焊盘结构，其中，包括：
第一组焊盘，用以连接一电流检测电阻的第一引脚，所述第一组焊盘包括第一部和第三部，所述第一部的面积大于所述第三部的面积，所述第三部上引出一第一电压检测点；
第二组焊盘，用以连接所述电流检测电阻的第二引脚，所述第二组焊盘包括第二部和第四部，所述第二部的面积大于所述第四部的面积，所述第四部上引出一第二电压检测点。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第一部与所述第二部的大小及形状相同，和/或所述第三部与所述第四部的大小及形状相同。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第二组焊盘沿所述电流检测电阻的长度方向远离所述第一组焊盘设置。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第一部与所述第三部之间间隔的距离等于所述第二部与所述第四部之间间隔的距离。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第三部朝向所述第四部的一侧引出所述第一电压检测点，以及，所述第四部朝向所述第三部的一侧引出所述第二电压检测点。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第一部、所述第二部、所述第三部及所述第四部的形状为矩形。
上述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，所述第一部与所述第三部沿所述电流检测电阻的宽度方向相对设置，且所述第一部与所述第三部相对的边的长度相等；
或，
所述第二部与所述第四部沿所述电流检测电阻的宽度方向相对设置，且所述第二部与所述第四部相对的边的长度相等。
还提供，一种改善电流检测精度的电路，设置于一印制电路板上，所述印制电路板上具有上述的焊盘结构，所述焊盘结构上连接所述电流检测电阻。
上述的改善电流检测精度的电路，还包括一电池和一负载连接形成的测试回路，所述电流检测电阻串联于所述测试回路中，所述第一部与所述负载连接，并通过所述负载与所述电池的正极连接，所述第二部与所述电池的负极连接。
还提供，一种移动终端，具有上述的改善电流检测精度的电路。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明可提高电流测试精度，实现方式更加简单，且使得电量测试批次稳定性好。
附图说明
图1为常见的测量电路示意图；
图2a为现有技术的焊盘布局示意图；
图2b为现有技术的应用效果图；
图3a为本发明的改善电流检测精度的焊盘结构的焊盘布局示意图；
图3b为本发明的改善电流检测精度的焊盘结构的应用效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
现有技术的焊盘布局示意图和应用效果图如图2a和图2b所示，印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)上相应区域形成焊盘A和焊盘B，电流检测电阻Current Sensor通过焊盘A和焊盘B连接于印制电路板上，焊盘A内侧引出电压测试点Sense_P，焊盘B内侧引出电压测试点Sense_N，两个电压测试点引线形成差分走线。通过上述结构进行技术分析可得以下公式：Vcurrentsensor＝I*(Rcurrentsensor+R1+R2)＝I*Rcurrentsensor+I*R1+I*R2；从上式可知，测量误差是由I*R1+I*R2引起的。R1和R2实际上是焊盘A和焊盘B的焊锡内阻，而且不是一个稳定的值，依据不同的焊接工艺，不同的焊接工厂和不同的焊接批次而不同。实际测量中，该引入误差最大可达8-10％。无法满足电量计的精度需求。
参照图3a、图3b，本发明提供一种改善电流检测精度的焊盘结构，包括：
第一组焊盘，用以连接一电流检测电阻Current Sensor的第一引脚，第一组焊盘包括第一部A1和第三部A3，第一部A1的面积大于第三部A3的面积，第三部A3上引出一第一电压检测点Sense_P；
第二组焊盘，用以连接电流检测电阻Current Sensor的第二引脚，第二组焊盘包括第二部B2和第四部B4，第二部B2的面积大于第四部B4的面积，第四部B4上引出一第二电压检测点Sense_N。
为了最大程度上消除I*R1+I*R2引起的误差，本发明将焊盘A和焊盘B分别分成两部分，如将焊盘A分为大的第一部A1和小的第三部A3，将焊盘B分为大的第二部B2和小的第四部B4，第一部A1的面积远大于第三部A3的面积，第二部B2的面积远大于第四部B4的面积，测试过程中电流仅仅流过大的焊盘部分，小的焊盘几乎无电流(Ibypass)流过。第三部A3和第四部B4仅仅起了电压测量的桥接作用，几乎没有引入误差电压。可得以下公式：Vcurrentsensor＝I*Rcurrentsensor+Ibypass*(R3+R4)；当Ibypass＝0A时,Vcurrentsensor的实测值就是电流检测电阻Current Sensor的两端电压值，R3为第三部A3的阻值；R4为第四部B4的阻值。与现有技术的测试公式相比，本发明完全消除了焊盘的寄生电阻的影响，大大提高了测量精度和批次稳定性。
于一种优选的实施方式中，第一部A1与第二部B2的大小及形状相同，和/或第三部A3与第四部B4的大小及形状相同。
于一种优选的实施方式中，第二组焊盘沿电流检测电阻Current Sensor的长度方向远离第一组焊盘设置。
于一种优选的实施方式中，第一部A1与第三部A3之间间隔的距离等于第二部B2与第四部B4之间间隔的距离。
于一种优选的实施方式中，第三部A3朝向第四部B4的一侧引出第一电压检测点Sense_P，以及，第四部B4朝向第三部A3的一侧引出第二电压检测点Sense_N。
于一种优选的实施方式中，第一部A1、第二部B2、第三部A3及第四部B4的形状为矩形。
于一种优选的实施方式中，第一部A1与第三部A3沿电流检测电阻Current Sensor的宽度方向相对设置，且第一部A1与第三部A3相对的边的长度相等；
或，
第二部B2与第四部B4沿电流检测电阻Current Sensor的宽度方向相对设置，且第二部B2与第四部B4相对的边的长度相等。
如图3a所示，上述的第一组焊盘与第二组焊盘沿电流检测电阻CurrentSensor的长度方向分开设置，第一部A1与第三部A3则沿电流检测电阻Current Sensor的宽度方向分开设置，第二部B2与第四部B4也沿电流检测电阻Current Sensor的宽度方向分开设置。本发明还可以采用具有四个引脚的电流检测电阻实现。
还提供，一种改善电流检测精度的电路，设置于一印制电路板上，印制电路板上具有上述的焊盘结构，焊盘结构上连接电流检测电阻CurrentSensor。
于一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括一电池Battery和一负载Load连接形成的测试回路，电流检测电阻Current Sensor串联于测试回路中，第一部A1与负载Load连接，并通过负载Load连接电池Battery的正极+，第二部B2与电池Battery的负极-连接。
上述的流过电流检测电阻的电流与电流检测电阻两端的电压降具有以下关系：
Vcurrentsensor＝I*Rcurrentsensor+Ibypass*(R3+R4)，其中，Ibypass为旁路电流，等于0；Vcurrentsensor为第一电压检测点Sense_P和第二电压检测点之间的实测电压降；Rcurrentsensor为电流检测电阻的阻值，R3为第三部A3的阻值；R4为第四部B4的阻值。
下表为现有技术和本发明的焊盘测试误差的对比图：
上述的改善电流检测精度的电路可以用于任意移动终端，如手机等电子设备中，只需要更新焊盘的形状，就可提高测量精度，并且，大大减少了焊锡的影响，使得不同批次的大批量生产，一致性好；并且基本可以消除校准环节，大大减轻实际产线的工作量，实现成本低，精度高，提高产线的生产率。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，包括：
第一组焊盘，用以连接一电流检测电阻的第一引脚，所述第一组焊盘包括第一部和第三部，所述第一部的面积大于所述第三部的面积，所述第三部上引出一第一电压检测点；
第二组焊盘，用以连接所述电流检测电阻的第二引脚，所述第二组焊盘包括第二部和第四部，所述第二部的面积大于所述第四部的面积，所述第四部上引出一第二电压检测点。
2.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第一部与所述第二部的大小及形状相同，和/或所述第三部与所述第四部的大小及形状相同。
3.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第二组焊盘沿所述电流检测电阻的长度方向远离所述第一组焊盘设置。
4.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第一部与所述第三部之间间隔的距离等于所述第二部与所述第四部之间间隔的距离。
5.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第三部朝向所述第四部的一侧引出所述第一电压检测点，以及，所述第四部朝向所述第三部的一侧引出所述第二电压检测点。
6.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第一部、所述第二部、所述第三部及所述第四部的形状为矩形。
7.根据权利要求1所述的一种改善电流检测精度的焊盘结构，其特征在于，所述第一部与所述第三部沿所述电流检测电阻的宽度方向相对设置，且所述第一部与所述第三部相对的边的长度相等；
或，
所述第二部与所述第四部沿所述电流检测电阻的宽度方向相对设置，且所述第二部与所述第四部相对的边的长度相等。
8.一种改善电流检测精度的电路，其特征在于，设置于一印制电路板上，所述印制电路板上具有权利要求1所述的焊盘结构，所述焊盘结构上连接所述电流检测电阻。
9.根据权利要求8所述的改善电流检测精度的电路，其特征在于，还包括一电池和一负载连接形成的测试回路，所述电流检测电阻串联于所述测试回路中，所述第一部与所述负载连接，并通过所述负载与所述电池的正极连接，所述第二部与所述电池的负极连接。
10.一种移动终端，其特征在于，具有权利要求8所述的改善电流检测精度的电路。
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