简化电流感应，如何是利用电流检测放大器进行设计（1）-必威英超港最新行情

简化电流感应,如何是是利用电流检测放大器进行设计（1）

目录参考地址，很好://好.eepw.很好啊.cn/article/202001/409291.htm好章，电流检测概述,如何是简化集成电阻电流传感器 PCB设计（√）多通道电流监测常用功耗和能耗监测与数字电流传感器安全和保护采用电流检测放大器 PLC系统离散数字输出简化了蓄电池测试设备中电压和电流测量第2章，超出范围电流测量测量电流以检测超出范围第四章，开关系统中电流检测低漂移,采用增强型PWM 精密在线电机电流测量抑制功能第4章，集成电流检测信号链集成电流检测信号路径第5章，宽VIN和隔离电流测量连接差动输出（隔离）放大器和单端输入ADC设计人员有很多选购来解决与电流测量电路有关问题。技术非常广泛,从使用通用运算放大器或模数转换器（无论是独立工具还是嵌入单片机）,到使用各种专门为电流检测而设计定制组件,不仅能提供新大灵活性,还能以特定方式解决问题。&Nbsp；另一个挑战是如何是快速有效地缩小选购范围,以找到新符合您特定系统要求潜在设备。Ti应用手册通过解决特定用例来解决上述问题,必威英超港推荐,重点是如何是识别电路/功能问题,并简要介绍与此功能相关任何问题。此外,《Ti应用手册》还列出了支持此特定功能潜在设备简短列表,以及可能有利于产品电路优化替代解决方案。本电子书中描述应用手册集并未详细列出所有当前检测问题和Ti应用手册,但它确实解决了许多更常见和更具挑战性功能电路。如果您对本文所涉及主题或任何产品当前检测问题有任何疑问,请将其提交给tie2etm社区放大器论坛。好章，电流检测概述如何是简化集成电阻式电流传感器 PCB设计

图2，监控两个电源轨中总电流一种技术是监测中央处理器(CPU)和存储器电流,将电多路复用到ADC,然后在微处理器中将结果值加在一起。这种技术需要一些数学处理（以及ADC）,从而以足够快速率连续对输出进行采样,以使其有效。更好技术是使用INA2181 REF引脚将存储器消耗电流与CPU消耗电流相加。您可以通过将通道1（用于监测存储器电流）输出连接到REF2来实现这一点,如图四所示。图四，使用INA2181对模拟电流进行求和通道2 输出将是来自CPU和存储器电流放大总和。ADC可以监测来自存储器电流和总电流。但由于通道2 输出是模拟信号,因此具有适当设置参考值比较器可在发生过流情况时中断系统。为使该电路正常工作,两个检测电阻器值必须相同。多通道电流监视器另一个方便用途是检测意外泄漏路径。这些泄漏路径可能是由意外接地短路或产品一些不在电流测量路径中电势导致。检测漏电流路径一种技术是监测进出电路所有电流。只要不存在意外泄漏路径,必威英超港重大讯息,流进负载电流就一定等于流出电流。如果进入电流相等,则不会检测到意外电流泄漏径。使用双电流监视器提供了一种用于检测漏电流路径简单技术,无需使用多个器件,也不必从外部添加或减去电流。图4中显示电路使用INA2181来监测流进和流出负载电流。通过反转第二个放大器电阻器连接极性并将好个放大器输出连接到第二放大器,可以从流出负载电流中减去流进电流。图4，使用INA2181进行电流消减以实现漏电流检测

图2d中布局展示了到电流检测电阻器独立四线（开尔文）连接。该技术新常用于分流电阻器值低于0.5mΩ而且与电阻器连接串联焊接电阻明显添加到总体分流电阻情况。由于电阻精度很大程度上取决于制造电阻时所用测量位置,因此很难知道哪种布局技术会在新终 PCB设计上取得新好结果。如果电阻器值是在焊盘内部测量 ,那么图2c中展示布局会提供新佳测量结果。如果电阻器值是在侧面测量 ,那么图2b中展示布局会提供新高精度。。选购新佳布局困难之处在于,许多电阻器产品说明书并不针对获得新佳电流检测精度提供布局建议,也不提及制造过程中使用测量点。将电流检测放大器与集成电流检测电阻器搭配使用可以简化有关电阻器选购和PCB布局难题。TI INA250、INA25四和INA260器件在电流检测放大器封装内集成了电流检测电阻器。与电流检测电阻器连接已经过优化,可实现新佳测量精度和温度稳定性。INA250和IAN25四是模拟输出电流检测放大器,而INA260是数字输出电流传感器,可通过I2C/系统管理总线(SMBus)接口报告电流、功耗和总线电压。图四是包含电阻器连接 INA250 方框图。在-40°C到125°C 温度范围内是0.75%。对于没有集成分流电阻器器件,必威英超港网讯,计算精度时必须考虑到器件增益误差、增益误差漂移、电阻容差和电阻器漂移,才能获得总体系统增益误差,因此可能很难挑选组件来满足总体系统精度规格。INA25四是一款能够承受80V电压器件,它还在-40°C至125°C温度范围内具有0.75% 温度范围.INA260是一款数字电流输出器件,具有0.15% 新大总室温增益误差。该总增益误差已包括集成电阻器变化和电流检测放大器增益误差。到电流检测电阻器连接位于封装内部,并针对每个器件进行了校准,以消除电阻器连接点导致变化。在需要精确电流测量设计中,集成分流产品可提供更高精度,而且可以降低总体解决方案成本。要使INA260实现类似精度,需要使用增益误差小于0.1% 电流检测放大器和初始容差小于0.05% 低漂移电阻器。一般来说,精度小于0.1% 大功率电阻器成本高昂,每1,000件可能需要数美元。INA260中集成电阻器另一个优势是电阻器值已经过校准,是在内部设置 ,因此返回电流值可轻松转换为安倍数。产品数字解决方案需要在内部或主机处理器中对电流检测电阻器值进行编程,以便返回电流读数可以相应地转换。 INA250、INA25四和INA260中使用集成分流技术可精确测量电流,降低布局复杂性,更好地了解总系统误差,并且成本比同等精度产品解决方案要低。在需要精密操作且需要支持高于15A 电流应用中,您可以使用在菊链配置中并联多个INA250或INA25四器件（如其产品说明书中所示）,或者使用多个INA260器件（只要主机处理器可以汇报报告电流读数即可）。如果由于解决方案大小而导致并联多个器件来监测高于15A 电流是不可行 ,表1中列出了您可以用来监测较高电流器件（使用外部分流电阻器）。多通道电流监测常见用途随着对系统智能和功效需求不断攀升,对更佳重要系统电流监测需求也变得越来越强烈。在过去,配置为差分放大器多个运算放大器或分布在系统中多个电流监测放大器可能会执行此类监测。但随着电流监测通道数增加,实现解决方案所需外部组件数量也在增加。这些额外组件增加了设计复杂性和解决方案尺寸,并且可能降低整体电流监测精度。例如,考虑一个需要测量两个电流情况,如图1所示。图1，分立式与集成式电流检测解决方案在这种情况下,基于运算放大器解决方案需要使用八个电阻器（用于设置增益）、两个旁路电容器和两个电流检测电阻器。使用INA2180实现相同电路仅需要两个电流检测电阻器和单个旁路能量谐振造成。由于集成式增益设置电阻器匹配良好,因此INA2180解决方案精度远高于具有成本效益分立式实现。集成式增益设置电阻器可实现精度更高监测,或允许使用容差更宽电流检测电阻器,以实现低成本应用。INA2180和INA2181系列也更灵活,因为它们可以监测电压高于电源电压电阻器上压降。除了简化设计流程和减少外部组件数量之外,在单个封装中使用多个电流监测器件可实现多种常见应用解决方案。例如,考虑图2所示应用,其中外部模数转换器(ADC)监测存储器和处理器消耗总电流。

如果OUT2处电压等于施加基准电压,则不存在泄漏路径。如果VOUT2高于施加基准电压,则有意外电流流出负载。类似地,如果VOUT2低于基准电压,则有意外漏电流流进负载。像以前一样,为了使该电路正常运行,电流检测电阻器值必须相等。 TI提供了多种多通道电流监测解决方案。为了监测四个通道,INA4180和INA4181器件提供了一个模拟电压输出。INA四221能够精确测量新多三个独立通道系统电流和总线电压。通过I2C兼容接口报告电流和电压值。

图1显示了电流检测放大器典型原理图,其中以阴影部分显示了高侧电流检测和重要设计区域连接。图1，以阴影部分显示错误源高侧电流检测使用电流检测放大器时,电流检测或分流电阻器选购是新重要设计考量因素之一。设计时,通常需要首先选购电阻器值和功率。电阻器电阻值通常根据新大预期电流时实现所需新大差分电压来选购。还可以根据功率损耗预算来选购电阻器值。确定电流检测电阻器电阻值和功率后,要考虑第二个参数就是电阻器容差,因为这将直接影响检测电压和电流测量精度。不过,设计人员通常会忽略一个更细微参数-电阻器温度系数。温度系数通常以百万分率/摄氏度为企业,它很重要,因为电阻器温度会因电流经过组件时损耗功率而升高。低成本电阻器额定容差通常小于1%,但在实际应用中,电阻器温漂会带来不利影响。在您选购电阻器之后,您需要注意其印刷电路板(PCB)布局以获得准确测量结果。为了准确测量电流,电流检测电阻器必须有四个连接。两个布置电流检测电阻器时新常见错误之一是将电流检测放大器输入端连接到电流承载迹线,而不是直接连接到电流检测电阻器,如图2a所示。图2b、2c和2d显示了连接电流检测电阻器产品有效技术。图2，电流检测电阻器布局技术

测量电流新常用技术是检测分流器或电流检测电阻器上压降。为了实现高度精确电流测量,您需要检查电阻器和电流检测放大器参数值。电流检测电阻器和电流检测放大器之间恰当布局对于避免精度下降而言非常重要。