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[導(dǎo)讀]由于現(xiàn)代的精巧器件將更多的性能和功能集成到更小的封裝,所以管理電子產(chǎn)品中的散熱狀況變得更為重要。即使是基站或服務(wù)器等“大型”項(xiàng)目也比它們以前的性能顯著

由于現(xiàn)代的精巧器件將更多的性能和功能集成到更小的封裝,所以管理電子產(chǎn)品中的散熱狀況變得更為重要。即使是基站或服務(wù)器等“大型”項(xiàng)目也比它們以前的性能顯著提高了。監(jiān)視消耗的電流是管理散熱狀況的一個(gè)主要方法,而電流檢測(cè)放大器(也稱為電流分流監(jiān)視器)有助于最大限度地提高您的測(cè)量準(zhǔn)確度。圖1是一個(gè)電流檢測(cè)放大器的方框圖。

 

 

電流檢測(cè)放大器擁有獨(dú)特的輸入級(jí),該輸入級(jí)允許輸入引腳處的共模電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)器件的電源電壓。此外,它們還集成了非常精確的低漂移增益電阻器網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)能最大限度地實(shí)現(xiàn)可達(dá)到的準(zhǔn)確度,同時(shí)允許小型并聯(lián)電阻器。不過(guò),從德州儀器的電流檢測(cè)產(chǎn)品組合為您的應(yīng)用選擇最好的器件還需要進(jìn)行一些別的分析。您需要作出的第一個(gè)決策是:您想在低側(cè)測(cè)量還是在高側(cè)測(cè)量。在低側(cè)配置中,分流器在負(fù)載和接地之間。在高側(cè)配置中,分流電阻器放置在電源和負(fù)載之間。這一決策促使共模電壓成為關(guān)鍵器件規(guī)格之一。

 

 

在低側(cè)實(shí)施方案中,V-是接地電壓(0V),V+只是跨接地以上分流器的小電壓降,所以VCM基本上是0V(見(jiàn)圖2)。因此,您的電流分流監(jiān)測(cè)器必須在其共模電壓范圍內(nèi)包括0V。早期的電流檢測(cè)放大器(如INA138)在其共模電壓范圍內(nèi)不包括0V,所以不能在低側(cè)使用。較新型的器件(如INA199)具有從-0.3V至+26V的共模范圍,可在低側(cè)或高側(cè)使用。

系統(tǒng)負(fù)載

如果在高側(cè)使用(如圖3所示),共模電壓等于電源電壓,因?yàn)閂+連接到了該電軌。電流檢測(cè)放大器的共模范圍必須包括電源軌以及您需要作為因素計(jì)入的任何負(fù)載容限。例如,在許多24V汽車應(yīng)用中,電流分流監(jiān)視器需要適應(yīng)高達(dá)72V的電壓(作為共模電壓)。正如筆者所提到的,INA210共模范圍向上可擴(kuò)展至26V,而且似乎具備必要條件,能成為適合24V應(yīng)用的出色解決方案;但如果有法規(guī)要求容限超過(guò)26V,那就不可能。在那種情況下,像INA282(其共模電壓范圍從-16V至+80V)這樣的器件就值得考慮了。

 

 

差分放大器

您需要考慮的最后器件選擇標(biāo)準(zhǔn)是方向性。如圖4所示,在許多應(yīng)用中,電流可能雙向流動(dòng);負(fù)載可吸入電流或輸出電流。這方面的例子包括電機(jī)控制和電池管理。只能監(jiān)視單向電流流動(dòng)的電流檢測(cè)放大器被稱為單向電流檢測(cè)放大器,INA193就是一個(gè)例子;能檢測(cè)雙向電流流動(dòng)的電流檢測(cè)放大器被稱為雙向電流檢測(cè)放大器,INA225就是一個(gè)很好的例子。

 

 

為了確定電流正在哪個(gè)方向流動(dòng),模擬電流檢測(cè)放大器必須有一個(gè)附加的輸入引腳來(lái)將輸出電壓范圍劃分為系統(tǒng)吸入電流或系統(tǒng)輸出電流。在數(shù)字輸出器件(如 INA226)上,參考電壓(VREF)功能是該器件內(nèi)部的功能,一個(gè)二進(jìn)制補(bǔ)碼輸出用于“負(fù)”電流流動(dòng)。如果兩個(gè)方向的電流流量相等,那么VREF引腳應(yīng)連接在滿量程輸出范圍的中點(diǎn)。另一方面,如果一個(gè)方向的電流流量和另一個(gè)方向的電流流量不相等,您可能需要調(diào)整VREF輸入,以匹配跨滿量程輸出范圍的這個(gè)比例。

系統(tǒng)輸出電流

已熟悉低側(cè)和高側(cè)監(jiān)視的概念以及在這兩種工作方法之間的決策如何影響電流檢測(cè)放大器所需的共模電壓范圍。

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