電流檢測在車載系統(tǒng)中的應用

　　車載電流檢測分為兩大類型：一類是直接連接到電池，另一類是通過限制瞬態(tài)偏移的保護電路連接。上述情況會影響電流分路監(jiān)控器上共模電壓額定值的要求。車載的 12V 電子系統(tǒng)最高電壓為 14.4V，但電池總線器件上的瞬態(tài)電壓最高可達 75V，甚至會發(fā)生電池換極。 我們還要考慮到另一種共模情況：電源線路的分路開啟，且接地短路的情況。這時共模電壓為零。電流流動時必須進行檢測，也就是說，放大器在零共模電壓時也要能正常工作。最后，我們不妨考慮一下如圖 4 所示的脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 螺線管驅(qū)動器的情況。在本例中，螺線管頂部開啟時達到電池電壓。開關(guān)關(guān)閉時，電壓將回到二極管電壓降大小的負電平上。這就要求電流分路監(jiān)控器在低至 –2V 的共模電壓下仍能工作。

圖 4 PWM 應用中應進行電流檢測，即便在共模電壓降至二極管電壓降大小的負電壓的回掃期間也要進行檢測。電流比較

　　在許多應用中，電流應與某個設(shè)定值相比較。通常說來，進行電流比較還需要電流分路監(jiān)控器、比較器和參考電壓。此外，理想的比較器輸出應與大多數(shù)常見的邏輯電路很好地兼容。圖 5 給出了電流比較的例子。在本例中，將電流與采用 TI INA200 系列電流分路監(jiān)控器和比較器的簡單單電壓結(jié)點進行了比較。R1 和 R2 形成分壓器，以根據(jù) INA200 系列比較器的內(nèi)置 0.6V 電壓結(jié)點來設(shè)置電壓結(jié)點。(INA200 系列的增益很有特點：INA200 的增益為 20，INA201 的增益為 50，INA202的增益為 100。)

圖 5 簡單的單電壓結(jié)點電流比較某些系統(tǒng)需要不止一個電流限制電平。舉例來說，系統(tǒng)以較低的電流限制作為故障即將發(fā)生的指示器，而以較高限制作為關(guān)閉系統(tǒng)的標志。INA206-INA208 系列電流分路監(jiān)控器采用兩個比較器來實現(xiàn)上述功能。某些系統(tǒng)會對較低限制采用延遲輸出，以避免超出最低限制后引起不必要地觸發(fā)瞬態(tài)偏移。圖 6 中的電路將 INA206 電流分路監(jiān)控器部分的輸出反饋給兩個比較器，這會生成一個有效的低輸出警報，并為關(guān)閉 MOSFET 緩沖路徑提供適當極性。圖 6 顯示了電流與兩個電壓結(jié)點比較的電路。較低的電壓結(jié)點激活警報輸出，我們可為其配置一個適當?shù)难舆t電路，以避免錯誤的瞬態(tài)觸發(fā)。較低的電壓結(jié)點在比較器輸入端內(nèi)置閾值為 0.6V。Q1 為較高電壓結(jié)點輸出提供緩沖，通過電源開關(guān) MOSFET 關(guān)閉電源，如果電流超過上限則啟用 Q2。較高電壓結(jié)點采用 INA206 的 1.2V 參考電壓，INA206 具有避免在沒有鎖存功能的電壓結(jié)點發(fā)生振蕩的鎖存功能。

圖 6 在該雙電平電流比較電路中，低電平延遲輸出可對即將發(fā)生的過載發(fā)出警報，支持鎖存功能的上限可將負載電源關(guān)閉。