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高端電流檢測放大器簡化電流的監(jiān)視和控制

作者: 時(shí)間:2012-09-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

在高端進(jìn)行測量

  在理想的電路中,電流的測量是在不中斷電流通路的情況下進(jìn)行的。例如,可采用一個(gè)電磁式拾波器來檢測電流,只可惜磁性傳感器的準(zhǔn)確度欠佳。因此,電路通常在電流通路中布設(shè)一個(gè)電阻器,并采用一個(gè)來測量該電阻器兩端的電壓降。

  采用一個(gè)精準(zhǔn)差分放大器的高端電流檢測

  圖1 采用一個(gè)精準(zhǔn)差分的高端

  此項(xiàng)工作看似微不足道,可等到您考慮電阻器的布設(shè)位置時(shí)就會(huì)恍然大悟,實(shí)際情況原來并非如此!按照接地回線來布設(shè)電阻器(被稱為“低端電流檢測”)會(huì)帶來不少難題。舉例來說,負(fù)載將不再具有一個(gè)可靠的接地線路;當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí),您的電路的“相對(duì)地”將隨之改變。一個(gè)變動(dòng)的“地”會(huì)使用于充電或電源管理電路的信號(hào)產(chǎn)生誤差。另外,為了準(zhǔn)確地測量電流,您必須完全隔離并容納流經(jīng)檢測電阻器的全部電流。所有曾和接地環(huán)路打過交道的人都知道這會(huì)是一件困難的事情。

  為了消除低端電流檢測的問題,可把電流檢測電阻器置于電源和負(fù)載之間,這就是所謂的高端電流檢測。高端電流檢測必須辨別加在一個(gè)高共模電壓之上的小檢測電壓。

  簡單易行的方法

  用于高端電流檢測的一項(xiàng)技術(shù)是:首先對(duì)電流檢測信號(hào)進(jìn)行衰減,然后采用一個(gè)差分來提取并放大差分電壓。如圖1所示,可在放大器上采用一個(gè)簡單的電阻分壓器。該電路需要超卓的電阻器匹配性能和一個(gè)具有高共模輸入電壓及上佳共模抑制(CMRR)的差分放大器。凌特公司的LT1991差分放大器提供了此類電路的一個(gè)出色的實(shí)例,其內(nèi)置電阻器的匹配精度在0.01% 以內(nèi)。除了低失調(diào)、失調(diào)漂移和輸入偏置之外,LT1991還能夠接受高達(dá)60V的輸入電壓,并具有一個(gè)75dB的CMRR指標(biāo)。

  專用電流檢測放大器

  盡管高共模電壓所提供的準(zhǔn)確度有可能讓人無法接受,但是,采用一個(gè)具有精確匹配電阻器的精準(zhǔn)差分放大器還是能夠起到上佳的作用。假設(shè)采用一個(gè)具有1mV固定失調(diào)電壓的放大器來測量一個(gè)檢測電阻器兩端的100mV電壓。這將轉(zhuǎn)化成一個(gè)1% 的準(zhǔn)確度?,F(xiàn)在,如果在一個(gè)必須被衰減10倍的高共模電壓條件下對(duì)該100mV電壓進(jìn)行測量,則100mV信號(hào)到達(dá)放大器輸入端時(shí)將是10mV。此時(shí),準(zhǔn)確度下降至原先的10%。電阻器匹配誤差和共模抑制誤差(CMRR)還將使準(zhǔn)確度進(jìn)一步下降。

  對(duì)于高電壓、高端測量而言,專用高端電流檢測放大器是一種更好的選擇,因?yàn)樗鼈兪菍槟軌蛞猿旱木仍诟吖材k妷簵l件下運(yùn)作而設(shè)計(jì)的。這些放大器擁有眾多的功能,旨在滿足各種應(yīng)用的需要。

  LTC6101HV可容易地與一個(gè)ADC相連

  圖2 LTC6101HV可容易地與一個(gè)ADC相連

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