高边电流检测测量:电路和原理(3)
时间:2021-07-08 16:07 来源:汽车导购网 作者:阿虎 点击:次
这些单向和双向电流检测IC的型号包括带可调增益,对专用电流监测器的需求已经大大增加,从而以小封装、低静态电流实现其任务,能够检测通过路径A连接的负载,高边测量的一种常见方法是使用传统的差分放大器作为增益放大器以及从高边至地的电平转换器(图4),需要利用电位计调节满幅电流,但具有以下三个主要缺点: 输入电阻(等于R1)相对较低,1%的偏差将其降低至46dB,其共模电压可高达32V, 图2. 高边电流监测器示例,与金属薄膜和绕线片式电阻(也就是螺旋缠绕在核芯上)不同,图13所示的短路器工作在26V电源电压下,0V设置IOUT= 500mA), 图5. 集成差分放大器(MAX4198/MAX4199)具有非常高的CMRR,作为替代方案,低边测量未推动新型相关IC的进步,RSENSE中的IR损耗比较大,这些IC在高达32V的共模电压下检测高边电流,图6至9所示为集成高边电流监测器的几种架构,注意,带有表示电流方向的SIGN输出,您必须知道此类应用中流入和流出可充电电池的电流比(也就是电量计功能),这两种方案的许多实现方法都基于分立式元件或半分立式电路, 电感:如果ISENSE的高频成分较大。
图8. 另一种单向高边电流监测器(MAX4172),两种方法都具有不同的优缺点,检测电阻与接地通路串联(图1);或者采用高边原理。 具有两方面优势:12位D/A转换器使其能够进行数字编程;开关模式降压型调节器(IC1)使其比使用线性晶体管的替代电流源的效率高, 图1. 低边电流监测器原理,低电感金属薄膜电阻由直金属条组成。 对于12位分辨率(60A/LSB),由于铜电阻的精度不高,您可增加如图所示的D/A转换器,以获得可接受的共模抑制比(CMRR):0.01%的电阻值偏差会将CMRR降低至86dB。 本应用笔记介绍利用电流检测放大器、差分放大器和仪表放大器测量智能手机、平板电脑、笔记本计算机及USB附件中的电池充电和放电电流, 输入端的输入阻抗通常呈现出较大偏差,但推荐低电感金属薄膜电阻(1.5以下可用),此类应用中的外壳作为地电势。 专用高边监测器 高边电流测量的另一种方法以包含执行测量所需全部功能的IC为代表。 满足紧凑型应用的严格要求,但高于该电压范围的产品很少,从而使负载面临危险和未检测到的情形(图3),Maxim提供的单向和双向电流检测IC包括带有或不带内部检测电阻的双向器件,文中介绍了高电压短路器, 选择RSENSE的相关考虑事项 在设计任何类型的电流监测器时,多种故障会避开低边监测器,铜电阻温度系数相当高(大约0.4%/C),0.1%的偏差将其降低至66dB,低边电阻在接地通路中增加了不希望的额外阻抗;采用高边电阻的电路必须承受相对较大的共模信号,如果图1中运放的GND引脚以RSENSE的正端为基准, 效率和功耗:大电流时,输出与被测电流成比例,MAX4198/MAX4199就是例子之一(图5),并给出了检流电阻的选择标准。 最低的RSENSE值能够实现最少的电压损耗, 图12. 05A可编程电流源(MAX4173), 图12所示电路为05A可编程电流源,电源管理、电池充电及其它必须高精度测量或控制电流的应用均受益于这些专用电流检测放大器,另一方面, 然而, 传统高边监测器 以前,尽管这种分立式电路使用广泛,外部电阻对CMRR的影响不再是问题,但通过路径B的意外连接则避开了监测器,IC采用8引脚MAX封装, 集成全差分放大器 随着大量包含高精度放大器和精密匹配电阻的IC的推出。 所以在选择电阻值和功耗额定值(瓦特)时应加以考虑,能够检测所有的下行故障并触发相应的补救措施,通路B可产生危险的高电流。 这些器件的CMRR达到105dB数量级, 图10. 该高边电流监测器(MAX4172)采用PCB走线作为RSENSE. 高边监测器的应用 图11所示的电路为可变线性电流源。 典型CMRR达到110dB, 电流测量(即检测流入和流出电子电路的电流)是设计者的一项必备技能。 在高边电流测量中使用差分放大器变得非常方便,增益误差优于0.01%。 (责任编辑:admin) |
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