两个电阻分压就把电池耗干了？90% 嵌入式工程师都踩过的“低功耗”大坑！

你以为我在开玩笑？

“老大，电池电压采集电路我画好了，就两个电阻分压，超简单！”

这是很多刚毕业的硬件新人最常说的一句话 。结果呢？设备量产后，原本设计待机一年的产品，三个月就红灯报警。查来查去，最后发现“凶手”竟然就是那两个不起眼的电阻！

兄弟们，做低功耗设计，“会测电压”和“能测准且不费电”是两个次元的事。

今天咱们就扒一扒这个让无数工程师翻车的低功耗设计细节。关于电池采集，我有三招“必杀技”，看你现在的设计属于哪一层？

第一层：小白的“想当然” —— 加大阻值

“既然分压电阻耗电，那我把 10k 换成 1M 欧姆不就行了？” 

听起来很有道理，于是你把电阻换成了 1M。一上电，傻眼了：

电压读数乱跳，甚至比万用表测出来的低一大截。

你开始怀疑单片机坏了。

真相是：你被“输入阻抗”坑了。 STM32 这类单片机的 AD 输入是有阻抗要求的 。它内部有一个采样保持电路，你可以把它想象成一个小电容 (C_ADC) 。

当你的外部电阻太大（1M 欧姆），电流太小，甚至来不及把这个内部小电容充满，采样窗口就关闭了 。

看看手册吧！STM32 明确指出，外部输入阻抗是受限的。比如在某些采样周期下，最大只允许 1.2k 欧姆的阻抗；即使你把采样时间拉满到 239.5 个周期，它也只允许最大约 350k 欧姆的阻抗 。

1M 欧姆？直接把 ADC 饿死了，数据肯定不准 ！

✅ 补救大招（如果非要用大电阻）： 加一个电压跟随器（运放）！

但千万别随便找个运放就往上怼！要选 TP2121 这种静态电流只有 600nA 的微功耗运放 。否则，运放本身比电阻还费电，得不偿失。

第二层：老手的“骚操作” —— 借用 GPIO 做地

既然电阻不能无限大，那能不能“平时断开，测时再连”？

聪明的工程师想到了这招：把分压电阻的接地端，接到单片机的 IO 口（比如 PA4）上 。

平时休眠：把 PA4 设置为开漏 (Open-Drain) 或高阻态。此时电路断路，理论上电流为 0，完全不耗电 。

测电压时：把 PA4 拉低（输出 Low），电路导通，测完立刻关掉。

点评：这招性价比极高，不用加成本，只需要动几行代码。是消费类电子最常用的方案。但要注意 IO 口的漏电流参数。

第三层：大神的“极致洁癖” —— 高侧 MOS 开关

如果你做的是纽扣电池供电、要求待机 5 年的传感器，上面的方案可能还不够极致。

真正的王者方案是：给电路装个“水龙头”！

看看这个电路 ：

用一个 P-MOS (如 VB2355) 控制分压电路的电源端（高侧）。

用一个 N-MOS (如 VB1330) 或直接用 IO 去控制 P-MOS 的栅极。

原理很简单： 平时 MOS 管彻底关闭，分压电阻和电池物理隔离。此时的休眠电流几乎不计（仅限于 nA 级别的漏电流）。

虽然多了一两个小器件的成本，但对于那些电池一旦耗尽就得扔的设备，这一毛钱买的是产品的命！

总结：你的电路该怎么改？

现在的硬件设计越来越卷，低功耗不是一句口号，而是扣在每一个 uA 里的细节。

赶紧打开你的原理图检查一下：

你的分压电阻是不是还在无脑通过电流？

你的大阻值分压是不是导致了 ADC 采样误差？

别让两个电阻，毁了你通宵熬出来的产品。