求一种手机整机电流检测的方案

　　如何检测手机整机的电流
　　1 为什么要这么做
　　电流是电子产品的一项重要指标，通过他可以简单判断主板或者整机是否工作正常。这就像刚出生的婴儿，不能用语言表达，家长通常会根据吃多少和拉多少来简单判断孩子是否在健康成长。
　　手机生产过程中，单板测试阶段，会检测开机前漏电流，开机电流，待机电流和开机后漏电流。组装测试阶段，也需要这样的测试，因为在安装完屏，喇叭，摄像头，马达等外设后，可能有新的异常产生，或者这些外设本身就有异常。但是某些手机是最后扣合屏幕，这个时候电池已经组装完成，无法使用夹具来测试以上电流指标。即使没有装电池，某些手机由于堆叠的原因，测试点藏在里面，也不能用夹具测试。
　　这个时候就需要一种在组装成整机后仍能测试电流的方法。
　　2 常用的测试方法
　　2.1 基本原理
　　最基本的原理是断开电池供电路径，把Type-C某些空闲的PIN当做Vbat，从外部给整机提供Vbat电流。
　　
　　断开电池供电路径有两种方法：一是断开主板上Vbat经过的MOS管，线性充电电路由PNP+NMOS组成，这个NMOS可以断开。如果是开关充电，带充电路径管理，芯片中也有这个MOS管，如果能断开，也能用在这个方案中。二是断开电池保护板上的背靠背NMOS，这个NMOS一般串在电池的负极上。
　　断开这个“开关”的方法有有线和无线，据说三星是用无线（猜测是蓝牙等）的方式断开。有线的方式是利用Type-C上的空闲PIN作控制信号。下一章节详细解释用有线的方式，控制电池保护板的NMOS断开，进而实现整机电流检测的方案。
　　3 整机电流检测方案实例
　　本方案是利用Type-C上空闲PIN，做控制信号和Vbat信号，断开电池保护板的背靠背NMOS，实现整机电流检测。
　　Type-C接口可以支持USB3.0协议，但目前大部分手机还不需要USB3.0协议来传输数据。因此大部分手机虽然是Type-C接口，但实际走的是USB2.0协议。因此会有一些空闲PIN，下图是一个典型的USB3.0 on Type-C的接口定义。其中TX1+/-，TX2+/-，RX1+/-，RX2+/-，SUB1，SUB2是USB2.0协用不到的信号。CC1和CC2虽然也用不到，但需要用他们来判断插入的设备类型等功能，因此不能被占用。
　　
　　整机电流检测方案中，Type-C的PIN定义如下图，Vbatt_etn是外部电池供电信号。U_TX是Uart信号，用于抓串口Log。T_EN和T_EN2是测试电路使能信号，作用不同。ON是手机开机信号。
　　主板上原理见下一页，T_EN2，ON，T_TX都用PMOS隔开，起到保护作用。这个原理图的设计已经量产。
　　第一步：外部控制板拉高T_EN到5V，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6导通。
　　第二步：外部控制板拉高T_EN2到1.8V，Q7，Q8导通，将CNT信号拉高的了VBATT，此时电池保护板IC切断Q1，电信的负极与主板断开。
　　第三步：立即在VBATT_1上施加4V电压，开始给由外部给手机供电。之后开始测量电流指标。
　　要想理解下面的原理设计，需要先弄清楚几个问题：
　　为什么需要两个T_EN信号？
　　如果只需要打串口Log，仅仅使能T_EN即可，不需要T_EN2. 打开串口Log是一个常用的独立的功能，此时不需要做电流检测。
　　T_EN2一定需要一个Q2，Q7，Q8一起来控制CNT信号吗？
　　也有另外一种接法，参考如下：
　　
　　必须要用PMOS作为T_EN2，ON，U_TX的信号开关，而不能用NMOS吗？
　　参考我的另一篇文章《PMOS做信号开关NMOS做电平转换》
　　有什么缺点？
　　当两个使能信号都为低时，VBATT在这个电路上几乎没有漏电。当两个使能信号都拉高时，VBATT通过Q1，Q7都在漏电，这会增加整机漏电流。
　　这个设计，在生产过程中，也产生了一些问题：
　　由于占用了USB3.0的端口，无法与USB3.0设备通信
　　电池保护IC一直处于保护，解保护的反复过程，原因如下：电池保护板进入保护状态后，电芯的PGND和主板GND断开。假设电芯PGND为0V，主板GND会再MOS管Q1断开后逐渐升高到VBATT。此时VM和CNT两个管脚的电压都是VBATT，三美的电池保护IC将解除保护状态，PGND和GND又导通，VM电压被拉低后，又开始进入保护状态。如此反复进行下去。精工的IC没有这个BUG。下面几幅图是实测结果：