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  • Bourns推出全新符合AEC-Q200规范大功率电流检测电阻

    Bourns推出全新符合AEC-Q200规范大功率电流检测电阻

    2021年3月2日 - 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商,新增九款全新符合AEC-Q200规范CSM2F大功率电流感电阻器系列。Bourns该系列产品不仅高效、可靠且符合成本效益,是专为电池管理系统(BMS)、工业控制及其他大电流应用设计的准确测量解决方案。 Bourns® CSM2F型大功率电流感应电阻系列符合AEC-Q200规范 相比业界其他产品技术,Bourns电流检测电阻测量精度较高加上相对较低的成本,因此越来越受欢迎,这些电阻可侦测电流并转换为易于测量的电压,该电压与流经该设备的电流乃成正比。 Bourns® CSM2F系列有四种不同封装尺寸:6918、8518、7036和全新8536公制尺寸,并推出两种新的终端表面处理-全电镀电极及裸铜电极两款全新表面处理样式。新型「完全电镀」型号在材料冲压后,再经过镀锡处理以产生保护层,该保护层在负载寿命测试受益后可提供增强的性能、长期稳定性和较低的电阻漂移。「裸铜」版的结构无镀锡,可增强TCR性能,铜端子上覆盖有一层保护层,有助于延长电阻器的使用寿命。 Bourns®全新扩展的CSM2F型号系列具有最低25微欧至最高200微欧的电阻值、可达50瓦的额定功率、1414安培的连续电流,以及具有高脉冲功率处理能力。该系列使用电子束(E-Beam)焊接电阻铜合金制造,其中金属合金电流传感组件提供的热EMF低至0.25 µV / K,在20°C至60°C的温度范围内具有50 PPM /°C的低TCR。 Bourns®全新CSM2F型号系列现已上市,全系列均符合RoHS*标准。

    时间:2021-03-31 关键词: Bourns 电阻 电流检测

  • 意法半导体推出精密高压双向电流检测放大器提高稳健性和能效

    意法半导体推出精密高压双向电流检测放大器提高稳健性和能效

    中国,2021年3月8日——意法半导体推出了三款高精度高压双向电流检测放大器,这些放大器增加了便利的关断引脚,以最大程度地节省电能。 TSC2010、TSC2011和TSC2012放大器的精密性让设计人员可以选择更小的敏感电阻值,将功耗降至最低水平。在25°C时,失调电压在±200µV范围内,温漂移低于5µV /°C,增益精度在0.3%以内,使器件能够满量程检测最低10mV的压降,提供一致且可信的测量值。 TSC2010的增益变化为20V/V,TSC2011为60V/V,TSC2012为100V/V,能够为工业和汽车系统灵活地构建精确的电流测量、过流保护、电流监测和电流反馈电路。目标应用包括数据采集、电机控制、电磁阀控制、仪器仪表、测试测量以及过程控制。 这三款新放大器的双向检测功能允许用一个电流检测电路测量正反电流,有助于设计人员缩减物料清单成本。新产品还适用于高低边两种连接配置,允许高低边共用相同型号的器件,从而简化库存管理工作。 三款新产品的电源电压均在2.7V-5.5V范围内,进一步提高了应用灵活性。宽输入电压容差允许新产品在任何电源电压下检测从-20V至70V的共模电压电流。新产品具有高增益带宽乘积和快速压摆率(TSC2010的两项参数分别为820kHz和7.5V/µs),确保测量精度高,响应速度快。 三款新产品内部集成EMI滤波器和2kV HBM(人体模型)的ESD防护功能,确保器件抗扰能力强,可在-40°C至125°C的工业温度范围内工作。 这三款新产品还有配套的STEVAL-AETKT1V2评估板,帮助设计人员快速启动使用任何一款器件的开发项目,加快产品上市时间。 TSC2010、TSC2011和 TSC2012目前采用Mini-SO8和SO8两种封装。

    时间:2021-03-08 关键词: 意法半导体 放大器 电流检测

  • 开关模式电源电流检测——第三部分:电流检测方法

    开关模式电源电流检测——第三部分:电流检测方法

    开关模式电源有三种常用电流检测方法是:使用检测电阻,使用MOSFET RDS(ON),以及使用电感的直流电阻(DCR)。每种方法都有优点和缺点,选择检测方法时应予以考虑。 检测电阻电流 作为电流检测元件的检测电阻,产生的检测误差最低(通常在1%和5%之间),温度系数也非常低,约为100 ppm/°C (0.01%)。在性能方面,它提供精度最高的电源,有助于实现极为精确的电源限流功能,并且在多个电源并联时,还有利于实现精密均流。 图1.RSENSE电流检测 另一方面,因为电源设计中增加了电流检测电阻,所以电阻也会产生额外的功耗。因此,与其他检测技术相比,检测电阻电流监测技术可能有更高的功耗,导致解决方案整体效率有所下降。专用电流检测电阻也可能增加解决方案成本,虽然一个检测电阻的成本通常在0.05美元至0.20美元之间。 选择检测电阻时不应忽略的另一个参数是其寄生电感(也称为有效串联电感或ESL)。检测电阻可以用一个电阻与一个有限电感串联来正确模拟。 图2.RSENSE ESL模型 此电感取决于所选的特定检测电阻。某些类型的电流检测电阻,例如金属板电阻,具有较低的ESL,应优先使用。相比之下,绕线检测电阻由于其封装结构而具有较高的ESL,应避免使用。一般来说,ESL效应会随着电流的增加、检测信号幅度的减小以及布局不合理而变得更加明显。电路的总电感还包括由元件引线和其他电路元件引起的寄生电感。电路的总电感也受到布局的影响,因此必须妥善考虑元件的布局,不恰当的布局可能影响稳定性并加剧现有电路设计问题。 检测电阻ESL的影响可能很轻微,也可能很严重。ESL会导致开关栅极驱动器发生明显振荡,从而对开关导通产生不利影响。它还会增加电流检测信号的纹波,导致波形中出现电压阶跃,而不是预期的如图3所示的锯齿波形。这会降低电流检测精度。 图3.RSENSE ESL可能会对电流检测产生不利影响。 为使电阻ESL最小,应避免使用具有长环路(如绕线电阻)或长引线(如厚电阻)的检测电阻。薄型表面贴装器件是首选,例子包括板结构SMD尺寸0805、1206、2010和2512,更好的选择包括倒几何SMD尺寸0612和1225。 基于功率MOSFET的电流检测 利用MOSFET RDS(ON)进行电流检测,可以实现简单且经济高效的电流检测。LTC3878是一款采用这种方法的器件。它使用恒定导通时间谷值模式电流检测架构。顶部开关导通固定的时间,此后底部开关导通,其RDS压降用于检测电流谷值或电流下限。 图4.MOSFET RDS(ON)电流检测 虽然价格低廉,但这种方法有一些缺点。首先,其精度不高,RDS(ON)值可能在很大的范围内变化(大约33%或更多)。其温度系数可能也非常大,在100°C以上时甚至会超过80%。另外,如果使用外部MOSFET,则必须考虑MOSFET寄生封装电感。这种类型的检测不建议用于电流非常高的情况,特别是不适合多相电路,此类电路需要良好的相位均流。 电感DCR电流检测 电感直流电阻电流检测采用电感绕组的寄生电阻来测量电流,从而无需检测电阻。这样可降低元件成本,提高电源效率。与MOSFET RDS(ON)相比,铜线绕组的电感DCR的器件间偏差通常较小,不过仍然会随温度而变化。它在低输出电压应用中受到青睐,因为检测电阻上的任何压降都代表输出电压的一个相当大部分。将一个RC网络与电感和寄生电阻的串联组合并联,检测电压在电容C1上测量(图5)。 图5.电感DCR电流检测 通过选择适当的元件(R1 × C1 = L/DCR),电容C1两端的电压将与电感电流成正比。为了最大限度地减少测量误差和噪声,最好选择较低的R1值。 电路不直接测量电感电流,因此无法检测电感饱和。推荐使用软饱和的电感,如粉芯电感。与同等铁芯电感相比,此类电感的磁芯损耗通常较高。与RSENSE方法相比,电感DCR检测不存在检测电阻的功率损耗,但可能会增加电感的磁芯损耗。 使用RSENSE和DCR两种检测方法时,由于检测信号较小,故均需要开尔文检测。必须让开尔文检测痕迹(图5中的SENSE+和SENSE-)远离高噪声覆铜区和其他信号痕迹,以将噪声提取降至最低,这点很重要。某些器件(如LTC3855)具有温度补偿DCR检测功能,可提高整个温度范围内的精度。 表1总结了不同类型的电流检测方法及其优缺点。 表1.电流检测方法的优缺点 表1中提到的每种方法都为开关模式电源提供额外的保护。取决于设计要求,精度、效率、热应力、保护和瞬态性能方面的权衡都可能影响选择过程。电源设计人员需要审慎选择电流检测方法和功率电感,并正确设计电流检测网络。ADI公司的LTpowerCAD设计工具和LTspice®电路仿真工具等计算机软件程序,对简化设计工作并获得最佳结果会大有帮助。 其他电流检测方法 还有其他电流检测方法可供使用。例如,电流检测互感器常常与隔离电源一起使用,以跨越隔离栅对电流信号信息提供保护。这种方法通常比上述三种技术更昂贵。此外,近年来集成栅极驱动器(DrMOS)和电流检测的新型功率MOSFET也已出现,但到目前为止,还没有足够的数据来推断DrMOS在检测信号的精度和质量方面表现如何。 软件 LTspice LTspice软件是一款强大、快速、免费的仿真工具、原理图采集和波形查看器,具有增强功能和模型,可改善开关稳压器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD设计工具是一款完整的电源设计工具程序,可显著简化电源设计任务。它引导用户寻找解决方案,选择功率级元件,提供详细效率信息,显示快速环路波特图稳定性和负载瞬态分析,并可将最终设计导出至LTspice进行仿真。

    时间:2021-02-26 关键词: 电源 开关模式电源 电流检测

  • 开关模式电源电流检测——第二部分:何处放置检测电阻

    开关模式电源电流检测——第二部分:何处放置检测电阻

    电流检测电阻的位置连同开关稳压器架构决定了要检测的电流。检测的电流包括峰值电感电流、谷值电感电流(连续导通模式下电感电流的最小值)和平均输出电流。检测电阻的位置会影响功率损耗、噪声计算以及检测电阻监控电路看到的共模电压。 放置在降压调节器高端 对于降压调节器,电流检测电阻有多个位置可以放置。当放置在顶部MOSFET的高端时(如图1所示),它会在顶部MOSFET导通时检测峰值电感电流,从而可用于峰值电流模式控制电源。但是,当顶部MOSFET关断且底部MOSFET导通时,它不测量电感电流。 图1.带高端RSENSE的降压转换器 在这种配置中,电流检测可能有很高的噪声,原因是顶部MOSFET的导通边沿具有很强的开关电压振荡。为使这种影响最小,需要一个较长的电流比较器消隐时间(比较器忽略输入的时间)。这会限制最小开关导通时间,并且可能限制最小占空比(占空比 = VOUT/VIN)和最大转换器降压比。注意在高端配置中,电流信号可能位于非常大的共模电压(VIN)之上。 放置在降压调节器低端 图2中,检测电阻位于底部MOSFET下方。在这种配置中,它检测谷值模式电流。为了进一步降低功率损耗并节省元件成本,底部FET RDS(ON)可用来检测电流,而不必使用外部电流检测电阻RSENSE。 图2.带低端RSENSE的降压转换器 这种配置通常用于谷值模式控制的电源。它对噪声可能也很敏感,但在这种情况下,它在占空比较大时很敏感。谷值模式控制的降压转换器支持高降压比,但由于其开关导通时间是固定/受控的,故最大占空比有限。 降压调节器与电感串联 图3中,电流检测电阻RSENSE与电感串联,因此可以检测连续电感电流,此电流可用于监测平均电流以及峰值或谷值电流。所以,此配置支持峰值、谷值或平均电流模式控制。 图3.RSENSE与电感串联 这种检测方法可提供最佳的信噪比性能。外部RSENSE通常可提供非常准确的电流检测信号,以实现精确的限流和均流。但是,RSENSE也会引起额外的功率损耗和元件成本。为了减少功率损耗和成本,可以利用电感线圈直流电阻(DCR)检测电流,而不使用外部RSENSE。 放置在升压和反相调节器的高端 对于升压调节器,检测电阻可以与电感串联,以提供高端检测(图4)。 图4.带高端RSENSE的升压转换器 升压转换器具有连续输入电流,因此会产生三角波形并持续监测电流。 放置在升压和反相调节器的低端 检测电阻也可以放在底部MOSFET的低端,如图5所示。此处监测峰值开关电流(也是峰值电感电流),每半个周期产生一个电流波形。MOSFET开关切换导致电流信号具有很强的开关噪声。 图5.带低端RSENSE的升压转换器 SENSE电阻放置在升降压转换器低端或与电感串联 图6显示了一个4开关升降压转换器,其检测电阻位于低端。当输入电压远高于输出电压时,转换器工作在降压模式;当输入电压远低于输出电压时,转换器工作在升压模式。在此电路中,检测电阻位于4开关H桥配置的底部。器件的模式(降压模式或升压模式)决定了监测的电流。 图6.RSENSE位于低端的升降压转换器 在降压模式下(开关D一直导通,开关C一直关断),检测电阻监测底部开关B电流,电源用作谷值电流模式降压转换器。 在升压模式下(开关A一直导通,开关B一直关断),检测电阻与底部MOSFET (C)串联,并在电感电流上升时测量峰值电流。在这种模式下,由于不监测谷值电感电流,因此当电源处于轻负载状态时,很难检测负电感电流。负电感电流意味着电能从输出端传回输入端,但由于这种传输会有损耗,故效率会受损。对于电池供电系统等应用,轻负载效率很重要,这种电流检测方法不合需要。 图7电路解决了这个问题,其将检测电阻与电感串联,从而在降压和升压模式下均能连续测量电感电流信号。由于电流检测RSENSE连接到具有高开关噪声的SW1节点,因此需要精心设计控制器IC,使内部电流比较器有足够长的消隐时间。 图7.LT8390升降压转换器,RSENSE与电感串联 输入端也可以添加额外的检测电阻,以实现输入限流;或者添加在输出端(如下图所示),用于电池充电或驱动LED等恒定输出电流应用。这种情况下需要平均输入或输出电流信号,因此可在电流检测路径中增加一个强RC滤波器,以减少电流检测噪声。 上述大多数例子假定电流检测元件为检测电阻。但这不是强制要求,而且实际上往往并非如此。其他检测技术包括使用MOSFET上的压降或电感的直流电阻(DCR)。这些电流检测方法在第三部分“电流检测方法”中介绍。 软件 LTspice LTspice®软件是一款强大、快速、免费的仿真工具、原理图采集和波形查看器,具有增强功能和模型,可改善开关稳压器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD设计工具是一款完整的电源设计工具程序,可显著简化电源设计任务。它引导用户寻找解决方案,选择功率级元件,提供详细效率信息,显示快速环路波特图稳定性和负载瞬态分析,并可将最终设计导出至LTspice进行仿真。

    时间:2021-02-24 关键词: 电源 电阻 电流检测

  • 开关模式电源电流检测——第一部分:基本知识

    开关模式电源电流检测——第一部分:基本知识

    电流模式控制由于其高可靠性、环路补偿设计简单、负载分配功能简单可靠的特点,被广泛用于开关模式电源。电流检测信号是电流模式开关模式电源设计的重要组成部分,它用于调节输出并提供过流保护。图1显示了LTC3855同步开关模式降压电源的电流检测电路。LTC3855是一款具有逐周期限流功能的电流模式控制器件。检测电阻RS监测电流。 图1.开关模式电源电流检测电阻(RS) 图2显示了两种情况下电感电流的示波器图像:第一种情况使用电感电流能够驱动的负载(红线),而在第二种情况下,输出短路(紫线)。 图2.LTC3855限流与折返示例,在1.5 V/15 A供电轨上测量。 最初,峰值电感电流由选定的电感值、电源开关导通时间、电路的输入和输出电压以及负载电流设置(图中用“1”表示)。当电路短路时,电感电流迅速上升,直至达到限流点,即RS × IINDUCTOR (IL)等于最大电流检测电压,以保护器件和下游电路(图中用“2”表示)。然后,内置电流折返限制(图中数字“3”)进一步降低电感电流,以将热应力降至最低。 电流检测还有其他作用。在多相电源设计中,利用它能实现精确均流。对于轻负载电源设计,它可以防止电流反向流动,从而提高效率(反向电流指反向流过电感的电流,即从输出到输入的电流,这在某些应用中可能不合需要,甚至具破坏性)。另外,当多相应用的负载较小时,电流检测可用来减少所需的相数,从而提高电路效率。对于需要电流源的负载,电流检测可将电源转换为恒流源,以用于LED驱动、电池充电和驱动激光等应用。 在本系列的第二部分“何处放置电流检测电阻”中,我们说明在电路的哪一个分支中放置电流检测电阻,以及它如何影响操作。 软件 LTspice LTspice®软件是一款强大、快速、免费的仿真工具、原理图采集和波形查看器,具有增强功能和模型,可改善开关稳压器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD™设计工具是一款完整的电源设计工具程序,可显著简化电源设计任务。它引导用户寻找解决方案,选择功率级元件,提供详细效率信息,显示快速环路波特图稳定性和负载瞬态分析,并可将最终设计导出至LTspice进行仿真。

    时间:2021-02-22 关键词: 电源 开关模式电源 电流检测

  • 意法半导体50MHz高精度运放提升高速信号调理和电流检测性能

    意法半导体50MHz高精度运放提升高速信号调理和电流检测性能

    中国,2020年12月21日——意法半导体的TSV792 5V双运算放大器(op amp)具有50MHz的增益带宽积和低输入失调电压、10pA输入偏置电流等高精度特性。 (25°C)典型输入失调电压保证芯片精确地放大低振幅信号。30V/µs的快速压摆率使TSV792适用于调理电池供电烟感器的光电二极管输出信号。通过有效地处理光电烟感器的输出信号,TSV792节省的电能可以驱动无线网络等额外功能,增加智能家居产品的用途。 TSV792的输入电压噪声极低,在10kHz时的典型值仅为6.5nV/√Hz,可用于电机控制应用和电力系统,例如,工业电源、电信和网络基础设施的电源,以及可再生能源变换系统,执行准确的低边电流检测。 此外,TSV792能够处理最高1nF的输出电容和22pF的负载电容,非常适合高速、高精度滤波应用和模数转换器(ADC)的输入缓冲应用。 最大输入失调电压规定在-40°C 至 125°C宽温度范围的高精度特性,使新运放无需使用精密电阻等特殊外部组件即可实现高测量精度,不会增加物料清单成本,也可以避免在生产过程中调整或校准电路。 2.2V至5.5V的宽电源电压范围使TSV792可以与其他低压数字IC(例如系统主机微控制器)共用同一个电源,并可以通过深度放电电池供电,来延长设备的运行时间。 新运放的单位增益稳定,并受益于轨到轨输入和输出,支持多种设计拓扑和简化电路设计。 TSV792享受意法半导体的10年产品寿命保障计划,确保意法半导体工业产品在市场上长期有货。Mini SO-8封装版现已投产,DFN8 2mm x 2mm封装将于2021年初开始出货。

    时间:2020-12-21 关键词: 意法半导体 信号调理 电流检测

  • 涨知识!介绍几种巧妙又廉价的电流检测电路

    在电源等设备中通常需要做电流检测或反馈,电流检测通常用串联采样电阻在通过放大器放大电阻上的电压的方法,如果要提高检测精度,这地方往往要用到比较昂贵的仪表放大器,以为普通运放失调电压比较大。 下面介绍几种巧妙的廉价的电流检测电路, 1、三极管电流检测电路 如果简单的用三极管导通与截止来检测电流的话,三极管开启要0.7V左右,电流比较小的时候需要串比较大的采用电阻,同时浪费较大的反馈电压,如上图方法,可以用比较小的电阻,消耗很小的电压就能检测到电流I,通过调整三极管基机电阻可以调整检测的灵敏度。这个电路可以用在充电器等需要显示有没有充电电流的地方。 2、高灵敏度电流检测电路 这个电路用两个二极管做电流采样,灵敏度非常高,电流可以做到动态范围很大,在大功率或高电压应用场合比较合适,缺点是电压需要损坏掉约1.4V。 3、TL431电流反馈电路 TL431 价格低廉,在开关电源的反馈环路大量应用,但其FB电压为2.5V,直接用做电流反馈时要很大的采样电阻,浪费电压。图中用两个TL431实现电流反馈,可以用比较小的采样电阻实现精密的电流反馈,如果还有电压反馈网络,再并上U3的电压反馈电路。 END 本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 电源设计 电流检测

  • 宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(1)

    宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(1)

    在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 用中,电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。如何设计宽动态范围的高端电流检测电路,这对于大多数工程师来说都具有挑战性,这里分享由ADI技术专家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的几个建议电路供大家参考。 将按照设计复杂度从高到低的顺序介绍三种可选解决方案,它们能针对各种不同的应用提供可行的高精度、高分辨率电流检测。 1. 使用运算放大器、电阻和齐纳二极管等分立器件来构建电流传感器。这种解决方案以零漂移放大器AD8628 为核心器件。 2. 使用AD8210 等高压双向分流监控器来提高集成度,并利用其它外部器件来扩展动态范围和精度。 3. 采用针对应用而优化的器件, 例如最新推出的AD8217。AD8217 是一款易于使用且高度集成的零漂移电流传感器,输入共模电压范围为4.5 V 至80 V。 解决方案一:配置一个标准运算放大器进行高端电流检测 图1 所示为一个采用AD8628 的基于运算放大器的分立解决方案。采用其它运算放大器时同一设置也有效,但必须尽可能具有下列特性:低输入失调电压、低失调电压漂移、低输入偏置电流和轨到轨输入输出摆幅能力。推荐的其它放大器包括AD8538、AD8571 和AD8551。 图1. 使用运算放大器的分立式大电流检测解决方案。 此电路监控高端电流I。放大器通过齐纳二极管打开偏置,本例中其额定值为5.1 V。二极管的使用确保放大器能够在高共模电平下安全地工作,并且其电源电压稳定在容许的电源限值以内,同时MOSFET 将其输出转换为电流,进而由电阻RL 转换为以地为参考的电压。这样,输出电压就能馈送至转换器、模拟处理器和其它以地为参考的器件(如运算放大器或比较器),以便做进一步的信号调理。 在此配置中,RG 上的电压与RSHUNT 上的电压相等,因为通过MOSFET 的反馈会使运算放大器的两个高阻抗输入端保持相同的电压。经过RG 的电流流过FET 和RL,产生VOUTPUT。流过分流电阻的电流I 与VOUTPUT 的关系可通过公式1 表示: RSHUNT 选择:RSHUNT 的最大值由最大电流时的容许功耗决定,而最小值由运算放大器的输入范围和误差预算决定。一般情况下,为了监控10 A 以上的电流,RSHUNT 的值在1 mΩ 至10 mΩ之间。如果单个电阻无法满足功耗要求,或者对PCB 而言太大,则RSHUNT 可能必须由多个电阻并联构成。 RG 选择:RG 用于将与高端电流成比例的电流转换到低端。RG的最大值由P 沟道MOSFET 的漏极-源极漏电流决定。假设使用常见的P 沟道增强型垂直DMOS 晶体管BSS84,那么各种条件下的IDSS 最大值如表1 所示。 表1. 漏极-源极漏电流 RG 的最小值由最大负载电流时的容许镜像电流功耗决定: RBIAS 选择:通过RBIAS 的电流经过分流产生运算放大器的静态电流和基本恒定的齐纳二极管电压VZ(它决定运算放大器的电源电压)。当放大器电流ISUPPLY 实际上为0 且VIN 为最大值时,应确保流过齐纳二极管的电流不超过其最大调节电流IZ_MAX: 当ISUPPLY 为最大值且VIN 为最小值时,为确保二极管电压稳定,流过其中的电流应大于其最大工作电流IZ_MIN: 齐纳二极管和RBIAS 是这一解决方案的关键器件,因为它们消除了后续电路的高共模电压,支持使用低压精密运算放大器。为使电压保持最高稳定性,齐纳二极管应具有低动态电阻和低温度漂移特性。 R1 选择:R1 用于在输入瞬变超过运算放大器的电源电压时限制放大器输入电流。建议使用10 kΩ 电阻。 所选运算放大器的失调电压VOS 和失调电流IOS 是非常重要的指标,特别是在分流电阻值和负载电流很低的情况下。VOS + IOS&TImes; R1 必须小于IMIN &TImes; RSHUNT,否则放大器可能会饱和。因此,为获得最佳性能,最好使用具有零交越失真的轨到轨输入放大器。 对于这种分立解决方案,另一个需要考虑的问题是温度漂移。即使采用零漂移放大器,也非常难以优化,或者需要付出高昂代价才能优化下列分立器件所引起的漂移:齐纳二极管、MOSFET 和电阻。从表1 可知,当VGS = 0 V 且VDS = –50 V 时,随着工作温度从25°C变为125°C,MOSFET的IDSS最大值从–10μA 变为–60 μA。此漂移会降低系统在整个温度范围内的精度,特别是当受监控的电流很低时。齐纳二极管的漂移特性会影响放大器电源的稳定性,因此所用放大器应当具有高电源抑制(PSR)性能。 此外,设计人员必须意识到这一解决方案的功效很低,因为RBIAS 消耗了大量功率。例如,如果总线共模电压为28 V,齐纳二极管输出电压为5.1 V 且RBIAS 为1000 Ω 电阻,那么该电路的无用功耗将超过0.52 W。这会增加功耗预算,设计时必须考虑这一点。

    时间:2020-08-13 关键词: 运算放大器 电流检测

  • 宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(3)

    宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(3)

    在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 用中,电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。如何设计宽动态范围的高端电流检测电路,这对于大多数工程师来说都具有挑战性,这里分享由ADI技术专家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的几个建议电路供大家参考。 将按照设计复杂度从高到低的顺序介绍三种可选解决方案,它们能针对各种不同的应用提供可行的高精度、高分辨率电流检测。 1. 使用运算放大器、电阻和齐纳二极管等分立器件来构建电流传感器。这种解决方案以零漂移放大器AD8628 为核心器件。 2. 使用AD8210 等高压双向分流监控器来提高集成度,并利用其它外部器件来扩展动态范围和精度。 3. 采用针对应用而优化的器件, 例如最新推出的AD8217。AD8217 是一款易于使用且高度集成的零漂移电流传感器,输入共模电压范围为4.5 V 至80 V。 解决方案三:利用零漂移AD8217 进行高端电流监控 ADI 公司最近推出了一款高压电流传感器AD8217,它具有零漂移和500 kHz 带宽,专门用来增强宽温度、输入共模和差分电压范围内的分辨率和精确度。图3a 所示为该器件的简化框图;图3b 显示了一个典型应用。 图3. (a) 高分辨率、零漂移分流监控器AD8217;(b) 利用AD8217 进行高端电流检测 为了测量流过小分流电阻的极小电流,AD8217 提供最小值为20 mV 的输出范围(整个温度范围内),优于AD8210 的50 mV范围。因此,如果分流电阻上受监控的最小负载电流在电流传感器中产生20 mV 的最小输出(相当于1 mV 的最小输入),则用户可以选择按图3b 所示来配置AD8217。AD8217 的输出电压与输入电流之间的关系可以通过公式3 表示: AD8217 内置一个低压差调节器(LDO),它能为放大器提供恒压电源。该LDO 可以承受4.5 V 至80 V 的高共模电压,其功能基本上与图1 中的齐纳二极管相似。 AD8217 的工厂设定增益为20 V/V,在整个温度范围内的最大增益误差为±0.35%。整个温度范围内的初始失调额定值为±300 μV,而且温漂非常小,仅有±100 nV/°C,这些特性可以改善任何误差预算。缓冲输出电压可以直接与任何典型的模数转换器接口。当输入差分电压至少为1 mV 时,无论是否存在共模电压,AD8217 都能提供正确的输出电压。像上例一样使用10 mΩ 分流电阻时,最小电流可以低至100 mA。 单芯片解决方案避免了分立解决方案的温漂和功耗问题。 性能比较 以下部分将给出通过比较这三种不同方法所获得的测试结果。测试时通过改变输入电压和负载电阻来调整流过分流电阻的输入电流。在所示数据中,已执行初始校准来消除与电路板中所有器件相关的初始增益和失调误差。 图4 为利用图1 所示电路测得的RL 上的输出电压与流过RSHUNT 的输入电流低端值之间的线性关系图。RSHUNT 为10 mΩ;RG 为13 Ω;RBIAS 为100 Ω;R1 为10 kΩ;负载电阻为200 Ω;RL 为200 Ω;齐纳二极管输出为5.1 V;运算放大器为AD8628;MOSFET 为BSS84。最大相对误差为0.69%,而校准后的平均误差为0.21%。 图4. 采用图1 中AD8628 获得的低电流测试结果 图5 为利用图2b 所示电路测得的AD8210 输出电压与流过RSHUNT 的输入电流低端值之间的线性关系图。RSHUNT 为10 mΩ;R1 为20 kΩ;R2 为0.5 kΩ;负载电阻为200 Ω;外部基准电压缓冲器为AD8603。最大相对误差为0.03%,而校准后的平均误差为0.01%。 图5. 采用图2b 中AD8210 获得的低电流测试结果 图6 为利用图3b 所示电路测得的AD8217 输出电压与流过RSHUNT 的输入电流低端值之间的线性关系图。RSHUNT 为10 mΩ,且负载电阻为50 Ω。最大相对误差为0.088%,而线性校正后的平均误差为0.025%。 图6. 采用图3b 中AD8217 获得的低电流测试结果 注意,测试有必要集中在范围的低端,而不是涵盖50 mA 至20 A 的整个范围。原因是线性度变化主要处于范围的低输出电压(低单极性电流)部分。

    时间:2020-08-13 关键词: 运算放大器 电流检测

  • 宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(2)

    宽动态范围的高端电流检测的三种解决方案(2)

    在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 用中,电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。如何设计宽动态范围的高端电流检测电路,这对于大多数工程师来说都具有挑战性,这里分享由ADI技术专家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的几个建议电路供大家参考。 将按照设计复杂度从高到低的顺序介绍三种可选解决方案,它们能针对各种不同的应用提供可行的高精度、高分辨率电流检测。 1. 使用运算放大器、电阻和齐纳二极管等分立器件来构建电流传感器。这种解决方案以零漂移放大器AD8628 为核心器件。 2. 使用AD8210 等高压双向分流监控器来提高集成度,并利用其它外部器件来扩展动态范围和精度。 3. 采用针对应用而优化的器件, 例如最新推出的AD8217。AD8217 是一款易于使用且高度集成的零漂移电流传感器,输入共模电压范围为4.5 V 至80 V。 解决方案二:利用AD8210 和外部器件进行高端电流检测 图2a 所示为集成高压双向分流监控器AD8210 的简化框图;图2b 所示为采用外部基准电压源的单向应用。 图2. (a) 高压双向分流监控器AD8210;(b) 采用外部基准电压源的宽范围单向应用 AD8210 可以放大正或负电流流过分流电阻时产生的小差分输入电压,同时抑制高共模电压(最高65 V),并提供以地为参考的缓冲输出。 如图2a 所示,它主要包括两个模块:一个差分放大器和一个仪表放大器。输入端通过R1 和R2 连接到差分放大器A1。A1利用Q1 和Q2 调整流经R1 和R2 的小电流,使其自身输入端上的电压为零。当AD8210 的输入信号为0 V 时,R1 和R2 中的电流相等。当该差分信号非零时,一个电阻中的电流增大,另一个电阻中的电流则减小。电流差与输入信号的大小和极性成正比。 R3 和R4 将流经Q1 和Q2 的差分电流转换为差分电压。A2 配置为仪表放大器,用于将该差分电压转换为单端输出电压。通过精密调节的薄膜电阻在内部将增益设置为20 V/V。 使用VREF1 和VREF2 引脚可以轻松调整输出基准电压。在处理双向电流的典型配置中,VREF1 连接到VCC,而VREF2 连接到GND。这种情况下,当输入信号为0 V 时,输出以VCC/2 为中心电压。因此,对于5 V 电源,输出以2.5 V 为中心电压。根据分流电阻上的电流方向不同,输出将大于或小于2.5 V。 这种配置非常适合充电/放电应用,但如果用户需要利用整个输出范围来测量一个单向电流,那么一种典型方法就是利用外部源来设置该范围,如图2b 所示。此时,一个电阻分压器经过一个运算放大器缓冲来驱动连在一起的VREF1 和VREF2 引脚,从而使输出发生偏移。 当负载电流接近0 时,单单依靠放大器难以监控负载电流。采用5 V 电源时,AD8210 的线性输出范围为50 mV 至4.9 V。假设应用中的分流电阻为10 mΩ,那么其上流过的最小电流必须大于250 mA,才能确保AD8210 的输出高于其50 mV 的最低点。 图2b 所示配置引入了一个偏移,以便测量更小的电流。当放大器增益为20 V/V 时,输出电压与监控电流之间的关系可以通过公式2 表表示: 例如,当电阻R1 和R2 分别为9800 Ω 和200 Ω 时,失调电压为100 mV。当差分输入为0 V 时,AD8210 的输出是100 mV,仍然落在线性范围之内。如果分流电流范围为50 mA 至20 A,当RSHUNT = 10 mΩ 时,输入范围将是0.5 mV 至200 mV,AD8210 的输出范围是10 mV 至4 V 加上失调电压,即0.11 V至4.1 V,完全位于其额定线性范围以内。 事实上,利用这种配置,设计人员可以将AD8210 的输出偏移到电源范围内的任何一点,从而处理具有任何非对称性的任意电流范围。由于精密调节的电阻内部连接到基准输入端,因此需要使用一个运算放大器来缓冲分压器。为了获得最佳结果,应当以低阻抗来驱动这些输入端。可用来缓冲外部基准电压源的精密低成本运算放大器包括AD8541、AD8601、AD8603、AD8605、AD8613、AD8691 和AD8655 等。 事实上,利用这种配置,设计人员可以将AD8210 的输出偏移到电源范围内的任何一点,从而处理具有任何对称性的任意电流范围。由于精密调整的电阻内部连接到基准输入端,因此需要使用一个运算放大器来缓冲分压器。为了获得最佳结果,应当以低阻抗来驱动这些输入端。可用来缓冲外部基准电压源的精密低成本运算放大器包括AD8541、AD8601、AD8603、AD8605、AD8613、AD8691 和AD8655 等。 与分立解决方案相比,这种集成解决方案要求分流监控器具有高共模电压范围,当输出电压范围无法达到电流检测范围要求时,它还要求输出偏移。但它能够处理双向电流监控,并且避免了上述温漂和功耗问题。AD8210 失调漂移和增益漂移的保证最大值分别为8 μV/°C 与20 ppm/°C。如果使用AD8603 作为缓冲器,它所贡献的失调仅有1 μV/°C,与AD8210 已经很低的失调电压漂移相比可以忽略不计。分压器R1 和R2 的功耗为: 以图2b 所示的参数进行计算,其功耗仅为1.2 mW。

    时间:2020-08-13 关键词: 运算放大器 电流检测

  • 纳芯微推出隔离采样系列芯片应对复杂高压系统的电压和电流检测

    纳芯微推出隔离采样系列芯片应对复杂高压系统的电压和电流检测

    2020年7月30日-国内领先的信号链芯片及其解决方案提供商苏州纳芯微电子股份有限公司(以下简称“纳芯微”)宣布推出针对高压系统中电流和电压检测的NSi13xx系列隔离采样芯片。NSi13xx芯片的抗共模瞬态干扰度(CMTI)达到150kV/μs,并具有良好的精确性和紧凑的封装设计,适合于电机驱动、光伏逆变器、不间断电源等工业应用和车载充电器(OBC)、牵引逆变器等汽车应用中高压侧的电流和电压采样。 在工业和汽车应用的高压电流检测中,通常采用基于霍尔的电流传感器和基于分流器的采样两种方案。前者具有天然的隔离特性,而后者需要增加隔离运放或调制器来进行电气隔离。相较而言,基于分流器加隔离运放/调制器的采样方案具有更高的精度和更低的非线性度,同时失调电压和失调电压温漂较低,且不易受到外部磁场的干扰,是更易被工程师选择的方案。 NSi13xx系列电流采样芯片包括增强隔离型运放NSi1300、NSi1200以及增强隔离型Sigma-delta调制器NSi1306,其具有的差分输入结构适用于上述基于分流器的电流检测方案,如相电流检测等。NSi1311的高输入阻抗和2V的线性输入范围则适合于电压检测方案,如直流母线电压检测。 图:NSi1300功能框图 纳芯微NSi13xx隔离采样系列芯片可在–40℃至 +125℃的宽温度范围内正常运行,全系列产品均提供SOP8(300mil)封装形式。此外,NSi1306提供SOP16(300mil)封装、NSi1200提供DUB8封装供客户选择。在此基础上,纳芯微提供灵活的封装定制化服务以满足客户的多种替代需求。 附NSi13xx系列产品特点: · 低失调电压及其温漂 · 低增益误差及其温漂 · 低非线性度 · 高达150kV/μs的CMTI · 内部集成诊断功能,提供failsafe输出 · 宽工作温度范围:-40~125℃ 其中, NSi1300产品特点: · 8.2倍增益(250mV输入版本)或41倍增益(50mV输入版本) · 模拟差分输入、模拟差分输出 NSi1306产品特点: · 模拟差分输入、数字比特流输出 · 支持5M~21MHz时钟输入 NSi1200产品特点: · 8倍增益 · 限制带宽100kHz · 模拟差分输入、模拟差分输出 NSi1311产品特点: · 高达1GΩ的输入阻抗 · 0.1~2V线性输入范围,增益为1 · 模拟单端输入、模拟差分输出

    时间:2020-07-30 关键词: 芯片 纳芯微 电流检测

  • 基于霍尔和电流检测的电动窗的位置的判断原理

    在2018年中国新能源动力电池暨储能产业大会新闻发布会上,多位专家在接受中国证券报记者采访时表示,废旧动力电池回收市场将从2018年开始爆发。 业内预计,2018年废旧动力电池回收市场可达50亿元规模。到2020年至2023年,废旧动力电池回收市场规模将进一步增长到136亿元至311亿元。 业内专家表示,当新能源汽车搭载的动力电池容量衰减至80%左右时,动力电池将被淘汰,但此时的动力电池仍然能通过梯级利用的方式应用于储能设备,投放到商业住宅储能站、电动汽车充电储能站以及电信基站等场所。 国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组专家肖成伟指出,磷酸铁锂里贵金属含量少,而三元材料中贵金属总含量高,具有较高的回收再利用价值。废旧三元电池资源化回收利用已经具备成熟的商业盈利模式。 据了解,格林美、骆驼股份、比亚迪、宁德时代、华友钴业、国轩高科、中航锂电等多家电池生产相关企业,均积极布局动力电池回收领域。 以上是关于汽车电子中-动力电池回收市场2018年将爆发的相关介绍,如果想要了解更多相关信息,请多多关注eeworld,eeworld电子工程将给大家提供更全、更详细、更新的资讯信息。

    时间:2020-07-28 关键词: 汽车电子 电流检测

  • 大联大世平集团推出基于NXP产品的车用大电流检测器解决方案

    大联大世平集团推出基于NXP产品的车用大电流检测器解决方案

    致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下世平推出基于恩智浦(NXP)的MM9Z1_638的电源信号双隔离型车用大电流检测器解决方案。 大联大世平推出的大电流高精度的电源与信号双隔离型分流器解决方案,主要用于车载BMS使用。该方案采用模块化的设计,可适用在大部分的高功率电池管理系统上,实现高达1500A的电流侦测,并且通过CAN总线将时实的电流状态回馈给车上的ECU作为最实时的二次保护依据。 该解决方案采用NXP MM9Z1_638为主控芯片:MM9Z1_638是一个全面集成的电池监控器件,该器件可通过一个外部分流电阻进行精确电流测量,可通过使用内部校准电阻分频器或外部分频器提供4路电压测量,其包括一个内部温度传感器,可贴紧电池并测量电池温度,外加4个外部温度传感器输入。MM9Z1_638包括LIN 2.2协议和物理接口以及一个MSCAN协议控制器,可通过外接一个CAN接口芯片与汽车总线连接。 该方案的外部分流电阻则采用的是Vishay WSBM8518L高精度电阻,实现了50µΩ、100µΩ、125µΩ和250µΩ的极低阻值。具有量测大电流、耐高温、温度漂移低等特性。 图示1-大联大世平推出基于NXP产品的车用大电流检测器解决方案的系统方案图 功能特征 电源与信号双隔离型分流器,结合车载BMS使用; 模块化设计,适用于任何高功率的电池管理系统; 通过CAN总线将实时的电流状态回馈给车上的ECU作为最实时的二次保护依据; 支持4路电压&1路电流同时检测。支持鱼眼校正功能,不同的摄像头校正参数会不一样。 图示2-大联大世平推出基于NXP产品的车用大电流检测器解决方案的照片 方案特性 9~50V的宽范围工作电压适用于大部分车型; 支持高达±1500A的大电流检测; 支持高达±600V的电压检测; 16位ADC(4路电压ADC+1路电流ADC)。

    时间:2020-06-12 关键词: 汽车电子 车用电子 电流检测

  • 低成本高精度电流检测方案,你知道吗?

    低成本高精度电流检测方案,你知道吗?

    你了解低成本高精度电流检测方案吗?BMS(Battery Management System)是连接新能源车核心部件电池与整车的桥梁。受益于新能源车的发展,作为核心部件的BMS也得到了飞速的发展。BMS根据控制的结构不同分为主从式BMS和一体机BMS。无论哪种控制结构,总电流检测是必不可少的。BMS的电流检测分为传统霍尔传感器检测方式和分流器的检测方式。经过分析,基于分流器的直接式电流采样技术的电流传感器方案成本更低、精度更高,是汽车和能源存储系统BMS应用的首选。 分流器检测方式之所以成为首选,一方面是由于其较高的测量精度和相对较低的成本,另一方面是因为它测量方法简单,使用设备少、方便快捷。其测量原理是直接测量分流器两端的电压,再根据欧姆定律,用测得的电压除以分流器的电阻值,从而得到电路中的电流值。而霍尔传感器检测方式虽然结构简单,但其测量值随温度的变化较大。为此,本文将介绍一款基于Microchip MCU、CAN接口和信号调理平台的低成本高精度的分流器检测方案,供大家参考与使用。 该方案采用了Bourns的大电流分流器CSM2F-8518-L100J32、Microchip的MCU ATSAMC21E18A、ADC MCP3421、仪表放大器MCP6N16、电压基准MCP1501以及Microchip 的CAN接口ATA6560。仪表放大器MCP6N16与电压基准MCP1501将分流器的采集信号放大和抬升,再由18-bit 内置PGA ΔΣADC MCP3421将放大的模拟信号转成数字信号,通过I2C接口传给Microchip MCU ATSAMC21E18A,然后MCU进行数据的读取、处理和标定,Microchip 的CAN接口ATA6560用于数据通讯。该方案除了用于BMS系统,还可用于电动和混动汽车、母线电流检测和焊接设备。 该分流器方案的特点:最大的工作隔离电压可以达到560V。室温下,精度可达2‰,全范围精度为5‰,电源宽范围电压输入,12V时消耗的电流小于3mA,工作温度范围-40~125 ℃,持续检测电流500A,最大冲击电流1000A(30mins on/off)。 为了方便用户的测试、标定和应用,方案同时也提供了上位机软件。通过桥接工具,用户可以直观地对分流器方案进行标定和测试应用。MCU内置Flash支持读写功能,用来模拟EEPROM的功能存储标定的数据。板上和分流器上贴有NTC温度传感器,用户可以实时的读取板上和分流器上的温度。 了解了此电流检测方案的整体特点后,我们再来逐个介绍组成此方案的核心器件各自特点。 先从此方案的MCU入手,Microchip MCU ATSAMC21E18A的特色是32 bit Cortex M0+ MCU,可以5V供电,灵活的串口外设Sercom可以任意灵活的配制成UART、SPI和I2C;内置CAN控制器支持CAN-FD,同时兼容CAN2.0 A/B。 其放大器MCP6N16具备自校正架构,可以通过超低失调、低失调漂移,以及优异的共模和电源抑制功能来最大限度地提高DC性能,同时消除1/f噪声的不良影响,从而在全温度范围实现超高的精度。MCP6N16的低功耗CMOS工艺技术在实现低功耗的同时,还可提供500 kHz的带宽。此外,它配有一个硬件使能引脚可进一步降低功耗。对于既定速度和性能而言,这种低功耗运行和停机功能需要的电流更少,因而可延长电池寿命和减少本身发热。该放大器的运行电压低至1.8V,使得两节1.5V干电池的电量消耗远比典型情况下的少,而其轨对轨输入和输出操作即使是在低供电的条件下也可确保全范围使用。这使得整个运行电压范围内的性能都得到大幅提升。MCP6N16仪表放大器非常适用于需要高性能、高精度与低功耗、低电压运行兼备的应用,涵盖医疗、消费和工业市场上的传感器接口、信号调理以及固定式和便携式仪器等等。 与其他A/D转换器相比,MCP3421 特别适合需要设计简单、低功耗和节省空间的各种高精度模/ 数转换应用。其特点主要表现在:全差分输入,18位分辨率,精密的连续自校准功能;可选择3.75、15、60或240SPS采样速率进行转换;可工作在连续转换或单次转换模式,在单次转换后的空闲期内自动进入待机模式,极大的减少了电流消耗;内部集成2.048V 0.05%精度,且温度漂移仅为5ppm/℃的基准电压源,可编程增益放大器(PGA)提供1/2/4/8倍增益,允许测量极小的信号并且具有很高的分辨率,内部集成振荡器电路并提供I2C串行接口等。 Microchip混合及线性信号产品部副总裁Bryan J. Liddiard表示:“ADC市场和应用的发展需要更高分辨率、更高速度和更高精度。此外,更低的功耗和更小的封装也非常重要,我们新推出的这些产品可满足以上全部需求。” 高电压输入集成开关降压稳压器MCP16331可工作在最高50V的输入电压源下。集成的特性包括上桥臂开关、固定频率峰值电流模式控制、内部补偿、峰值电流限制和过温保护。只需最少量的外部元件,即可开发完整的降压直流/直流转换器电源。通过集成限流元件、低电阻、高速N沟道MOSFET和相关的驱动电路来实现高转换器效率。高开关频率最大程度地减小了外部滤波元件的尺寸,从而实现小尺寸的解决方案。MCP16331可以在将输出电压稳压至2.0V-24V的同时,提供500 mA的连续电流。器件集成了高性能峰值电流模式架构,即使在电源系统中常见的输入电压阶跃和输出电流瞬变条件期间,也可以稳定地对输出电压进行稳压。EN输入用于开启和关闭器件。对于限电和负载分配应用,器件关闭时,输入端仅消耗几μA的电流。此引脚在内部上拉,因此即使EN引脚悬空,器件也仍会启动。输出电压可通过外部电阻分压器进行设置。 汽车和工业CAN市场一直要求以具有成本效益的解决方案提供更高性能、更低功耗和更大灵活性。Microchip全新系列高速CAN收发器符合高性能要求,提供了行业的低待机电流,并有多种外形尺寸小巧的器件可供选择。Microchip公司ATA6560/1收发器支持CAN FD标准和高达5Mbits/s的数据速率,为CAN协议控制器和CAN双线式物理总线提供对接接口。符合ISO11898-2、ISO11898-5和SAEJ2284标准,具备较高的电磁兼容性(EMC)和静电释放 (ESD)性能。当供电电压关闭时, ATA6560/1收发器可为CAN总线提供理想的无源性能,配有一个供电电压为3V 至5V的MCU直连接口。对于各类高速CAN网络、尤其是要求低功耗并需通过CAN总线唤醒的CAN节点而言,具备多种运行模式和专用故障安全功能的 ATA6560/1无疑是绝佳选择。低功耗CAN收发器基于先进工艺开发,能够进一步集成模拟功能和复杂的数字功能。 Microchip代理商世健公司的现场应用总监仇嘉洋表示:世健公司作为技术分销商与解决方案商,时刻关注着市场技术需求动态,通过采用Microchip公司高性能的Cortex-M0+ MCU,丰富的模拟信号链、电源和接口产品,与分流器传感器相结合,世健公司为客户提供了完整的分流器电流检测解决方案,可广泛应用于汽车和储能BMS、电动和混动汽车、工业母线电流检测和焊接设备等大电流检测的应用。以上就是低成本高精度电流检测方案解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-17 关键词: 温度传感器 ad转换器 电流检测

  • 以5.0×2.5mm尺寸实现超高额定功率4W的分流电阻器“GMR50”

    以5.0×2.5mm尺寸实现超高额定功率4W的分流电阻器“GMR50”

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)开发出一款分流电阻器“GMR50”,以5.0×2.5mm的小尺寸实现超高额定功率4W(引脚温度TK=90℃时),该产品非常适用于车载和工业设备使用的电机、电源电路的电流检测。分流电阻器被广泛应用于车载和工业设备领域的电流检测用途。在车载领域,随着汽车的性能提升和多功能化,电机和ECU的搭载数量也在日益增加,这就需要在有限的空间内配置应用。因此,部件的安装密度越来越高,对于其中部件之一的分流电阻器的大功率和小型化的需求也日益高涨。在这种背景下,ROHM于2017年开发出6.4×3.2mm尺寸的小型、大功率分流电阻器GMR100,受到了要求严格温度保证的车载和工业设备领域客户的高度好评。此次,为了满足进一步小型化、大功率化的需求,ROHM又推出了GMR50。未来,ROHM将继续致力于车载、工业设备领域的产品开发,在扩充分流电阻器产品阵容的同时,加强热仿真等支持体制,并与本公司拥有的各种功率器件和目前正在开发的运算放大器等产品相结合,提供只有综合性半导体制造商才有的独特解决方案。此次开发的产品,通过改善电极结构和优化元件设计,成功地提高了PCB的散热性能。与同样是4W额定功率的普通产品相比,可减少39%的安装面积。此外,对过电流负载也具有优异的耐受性,即使在施加超出额定功率的异常负载时,也能保持稳定的电流检测精度,有助于提高设备的可靠性。本产品于2019年7月开始销售样品(200日元/个,不含税),计划于2019年11月开始暂以月产100万个的规模投入量产。前期工序和后期工序的生产基地均为ROHM Integrated Systems(Thailand) Co.,Ltd.(泰国)。<特点>1. 采用高散热结构,实现了超高额定功率,并提高了过电流负载时的耐久性为了提高分流电阻器的额定功率并实现小型化,需要确保对产品温升的长期可靠性。针对这一课题,ROHM通过改进电极结构和优化元件设计,大幅提高了散热性能。例如,在2W条件下使用5mΩ产品时,与5025尺寸的普通产品相比,成功地将表面温升降低了57%。1)大功率保证,有助于设备进一步节省空间此次,GMR50实现了出色的散热性,尽管是5.0×2.5mm的小型尺寸,却能在引脚温度TK=90℃时保证超高的4W额定功率,在引脚温度TK=110℃时也能保证3W的额定功率。通过实现大功率,可以使用比以往4W额定功率的产品小一个尺寸的分流电阻器,因此可以将安装面积减少39%,有助于设备更节省空间。2) 出色的耐久性,可实现稳定的电流检测分流电阻器被用在电流检测电路中,要求在检测对象故障和电路的电源故障/接地故障等导致电阻器中流过大电流时,也能够确保稳定的电流检测。GMR50具有出色的散热性能,因此与普通产品相比,该产品对过电流负载的耐久性更优异,即使流过超过额定值的过电流,其电阻值的变化也很小,所以可以保持稳定的电流检测精度。3) 可提供综合性半导体制造商独有的解决方案除了分流电阻器,ROHM还拥有从IC到各种功率元器件的丰富产品阵容,同时还在加强独有的热仿真等设计支持。例如,此次开发的GMR50,就能够与ROHM以往产品的表面温升进行仿真比较。经确认,以前需要并联使用2个以往产品(5025尺寸)的电路,在使用GMR1个产品时,与以往产品相比也能够抑制产品的表面温升。ROHM今后还将继续发挥综合性半导体制造商的优势,为客户提供出色的解决方案。2. 在低阻值范围也实现了出色的电阻温度系数此次开发的新产品,电阻体金属采用高性能合金材料,在低阻值范围也可实现出色的电阻温度系数(TCR)。例如,在5mΩ时,可实现0~+25ppm/℃。可实现不易受环境温度变化影响的高精度电流检测,有助于提高应用的可靠性。<产品阵容>在6.4×3.2mm尺寸的GMR100之外,产品阵容中又新增了5.0×2.5mm尺寸的GMR50。<ROHM的电阻器产品阵容>

    时间:2019-11-19 关键词: 工业设备 分流电阻器 电流检测

  • 通用运算放大器并不能用于所有用途:精密的准确性和成本效益

    通用运算放大器并不能用于所有用途:精密的准确性和成本效益

    我们常发现客户将通用运算放大器如LM321用于电流检测应用。这是数十年来一直在使用的传统运算放大器之一。这些传统运算放大器成本低,用于无数应用。然而,有时同样的客户又向我们反馈,说这些运算放大器在其电流检测电路中出现故障。当我们查看退回的运算放大器单元时,它们按预期工作。那么问题出在哪里?因为运算放大器是“通用的”并不意味着“可用于所有用途”。电流检测应用需要精密。电流检测通常用于电源管理和过流保护应用。想象一个不精确的世界。当您的手机电量快耗尽时,电量指示可能是8%。您可能设计在100A触发的过流电路,却发现保护电路在150A才启动,所有下游器件都被损坏。这就是通用和精密的区别。一个精密运算放大器的关键是输入失调电压。其共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)也有更好的规格,但这两个参数都可当作随共模电压或电源电压变化的输入失调电压。什么是输入失调电压?输入失调电压是每一个运算放大器输入的固有偏置,是由于制造工艺引起的输入晶体管轻微失配。在学校时,我们了解到理想的运放具有零输入失调电压,但我们知道在现实世界不是这样。传统通用运算放大器如LM321有VOS=±7mV(最大值),现代通用运算放大器如NCS20071有VOS=±3.5mV(最大值)。此最大规格分布在零附近。这说明大多时候随机选择的器件将表现出近零的偏置。您可以确信,您的原型电路与常用的LM321一起完美工作,但当电路进入量产时,您可能会发现发生故障的比例相当大。这是因为制造工艺产生器件间变异(part-to-part variation),并且一些器件接近限值。您应始终为电路设计最大输入失调电压。我们有时看到客户忘记检查电路在最坏情况下的限值:输入失调电压限值、CMRR限值、电阻网络容差、温度效应等。相较LM321和NCS20071通用运算放大器,新的NCS21911精密运算放大器由于其斩波稳定式结构,最大失调VOS=±25µV(微伏)。失调电压实际上产生多少差异?让我们考虑这样一种状况:分路压降为固定的50mV,如图1所示。图1. 对比输入失调电压和由此产生的输出偏移误差输入失调电压7mV和3.5mV的放大器具有明显的输出偏移误差。我们可更仔细看看图2中Vos=7mv的示例。图2. 低边电流检测和输入失调电压造成输出误差通过选择精密运放如NCS21911,输入失调电压造成的误差在这电路示例中几乎可忽略不计。它不仅提高了输出精度,甚至还有一些余量来减小检测电阻尺寸,并仍保持所需的精度。由于低失调电压支持降低检测电阻值,同时保持相同的精度,如图3所示,效率得以大大提高。当检测电阻尺寸减小时会发生什么?检测电阻功耗更少,这意味着可以使用更低瓦特和更低成本的电阻,而物理尺寸更较小的检测电阻最终占用PCB的空间更少,提高了系统的整体能效,减少了损耗。图3.对比固定精度要求下输入失调电压和由此产生的分路压降。分路压降越小,效率越高在许多应用中,流过检测电阻器的负载电流是可变的。有时当客户尝试在0A附近进行电流测量时,他们发现误差显著增加;这是正常的,应该是预期的。当电流降至零时,误差百分比变为无穷大。这电流检测电路用于测量电流;不是用于在没有电流时的精确测量。图4显示了精度如何随着电流增加而提高。注意由于输入失调电压导致的误差变化。即使当检测电压降低时,NCS21911的25µV偏移也支持相对精确的测量。图4. 由于输入失调电压造成的误差似乎在效率和精密性上的小改进可以节省物料单、印刷电路板(PCB)成本和电费。虽然选择较便宜的运算放大器可能会在前期省一些钱,但考虑到最终系统级的节省可能是您的优势,通过采用价格合理的精密运算放大器。在许多应用中,通用运算放大器会正常工作。即使传统的LM321也可在已设计相应电路的电流检测应用中工作。记住,您应该预期相对较高的输出误差。或者,检测电阻器的尺寸应当较大,以获得比输入失调电压足够大的压降。对于低边电流检测,转向精密运放提高了精度和系统能效。NCS21911精密运算放大器有一个标准输出引脚,使其只需简单插入就能替代通用运算放大器如LM321和NCS20071。

    时间:2019-07-29 关键词: 通用运算放大器 精密运算 电流检测

  • 通用运算放大器并不能用于所有用途:精密的准确性和成本效益

    通用运算放大器并不能用于所有用途:精密的准确性和成本效益

    我们常发现客户将通用运算放大器如LM321用于电流检测应用。这是数十年来一直在使用的传统运算放大器之一。这些传统运算放大器成本低,用于无数应用。然而,有时同样的客户又向我们反馈,说这些运算放大器在其电流检测电路中出现故障。当我们查看退回的运算放大器单元时,它们按预期工作。那么问题出在哪里?因为运算放大器是“通用的”并不意味着“可用于所有用途”。电流检测应用需要精密。电流检测通常用于电源管理和过流保护应用。想象一个不精确的世界。当您的手机电量快耗尽时,电量指示可能是8%。您可能设计在100A触发的过流电路,却发现保护电路在150A才启动,所有下游器件都被损坏。这就是通用和精密的区别。一个精密运算放大器的关键是输入失调电压。其共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)也有更好的规格,但这两个参数都可当作随共模电压或电源电压变化的输入失调电压。什么是输入失调电压?输入失调电压是每一个运算放大器输入的固有偏置,是由于制造工艺引起的输入晶体管轻微失配。在学校时,我们了解到理想的运放具有零输入失调电压,但我们知道在现实世界不是这样。传统通用运算放大器如LM321有VOS=±7mV(最大值),现代通用运算放大器如NCS20071有VOS=±3.5mV(最大值)。此最大规格分布在零附近。这说明大多时候随机选择的器件将表现出近零的偏置。您可以确信,您的原型电路与常用的LM321一起完美工作,但当电路进入量产时,您可能会发现发生故障的比例相当大。这是因为制造工艺产生器件间变异(part-to-part variation),并且一些器件接近限值。您应始终为电路设计最大输入失调电压。我们有时看到客户忘记检查电路在最坏情况下的限值:输入失调电压限值、CMRR限值、电阻网络容差、温度效应等。相较LM321和NCS20071通用运算放大器,新的NCS21911精密运算放大器由于其斩波稳定式结构,最大失调VOS=±25µV(微伏)。失调电压实际上产生多少差异?让我们考虑这样一种状况:分路压降为固定的50mV,如图1所示。图1. 对比输入失调电压和由此产生的输出偏移误差输入失调电压7mV和3.5mV的放大器具有明显的输出偏移误差。我们可更仔细看看图2中Vos=7mv的示例。图2.低边电流检测和输入失调电压造成输出误差通过选择精密运放如NCS21911,输入失调电压造成的误差在这电路示例中几乎可忽略不计。它不仅提高了输出精度,甚至还有一些余量来减小检测电阻尺寸,并仍保持所需的精度。由于低失调电压支持降低检测电阻值,同时保持相同的精度,如图3所示,效率得以大大提高。当检测电阻尺寸减小时会发生什么?检测电阻功耗更少,这意味着可以使用更低瓦特和更低成本的电阻,而物理尺寸更较小的检测电阻最终占用PCB的空间更少,提高了系统的整体能效,减少了损耗。图3.对比固定精度要求下输入失调电压和由此产生的分路压降。分路压降越小,效率越高在许多应用中,流过检测电阻器的负载电流是可变的。有时当客户尝试在0A附近进行电流测量时,他们发现误差显著增加;这是正常的,应该是预期的。当电流降至零时,误差百分比变为无穷大。这电流检测电路用于测量电流;不是用于在没有电流时的精确测量。图4显示了精度如何随着电流增加而提高。注意由于输入失调电压导致的误差变化。即使当检测电压降低时,NCS21911的25µV偏移也支持相对精确的测量。图4. 由于输入失调电压造成的误差似乎在效率和精密性上的小改进可以节省物料单、印刷电路板(PCB)成本和电费。虽然选择较便宜的运算放大器可能会在前期省一些钱,但考虑到最终系统级的节省可能是您的优势,通过采用价格合理的精密运算放大器。在许多应用中,通用运算放大器会正常工作。即使传统的LM321也可在已设计相应电路的电流检测应用中工作。记住,您应该预期相对较高的输出误差。或者,检测电阻器的尺寸应当较大,以获得比输入失调电压足够大的压降。对于低边电流检测,转向精密运放提高了精度和系统能效。NCS21911精密运算放大器有一个标准输出引脚,使其只需简单插入就能替代通用运算放大器如LM321和NCS20071。

    时间:2019-07-26 关键词: PCB 通用运算放大器 电流检测

  • 基于Microchip的低成本高精度电流检测方案

    BMS(Battery Management System)是连接新能源车核心部件电池与整车的桥梁。受益于新能源车的发展,作为核心部件的BMS也得到了飞速的发展。BMS根据控制的结构不同分为主从式BMS和一体机BMS。无论哪种控制结构,总电流检测是必不可少的。BMS的电流检测分为传统霍尔传感器检测方式和分流器的检测方式。经过分析,基于分流器的直接式电流采样技术的电流传感器方案成本更低、精度更高,是汽车和能源存储系统BMS应用的首选。 分流器检测方式之所以成为首选,一方面是由于其较高的测量精度和相对较低的成本,另一方面是因为它测量方法简单,使用设备少、方便快捷。其测量原理是直接测量分流器两端的电压,再根据欧姆定律,用测得的电压除以分流器的电阻值,从而得到电路中的电流值。而霍尔传感器检测方式虽然结构简单,但其测量值随温度的变化较大。为此,本文将介绍一款基于Microchip MCU、CAN接口和信号调理平台的低成本高精度的分流器检测方案,供大家参考与使用。 该方案采用了Bourns的大电流分流器CSM2F-8518-L100J32、Microchip的MCU ATSAMC21E18A、ADC MCP3421、仪表放大器MCP6N16、电压基准MCP1501以及Microchip 的CAN接口ATA6560。仪表放大器MCP6N16与电压基准MCP1501将分流器的采集信号放大和抬升,再由18-bit 内置PGA ΔΣADC MCP3421将放大的模拟信号转成数字信号,通过I2C接口传给Microchip MCU ATSAMC21E18A,然后MCU进行数据的读取、处理和标定,Microchip 的CAN接口ATA6560用于数据通讯。该方案除了用于BMS系统,还可用于电动和混动汽车、母线电流检测和焊接设备。     该分流器方案的特点:最大的工作隔离电压可以达到560V。室温下,精度可达2‰,全范围精度为5‰,电源宽范围电压输入,12V时消耗的电流小于3mA,工作温度范围-40~125 ℃,持续检测电流500A,最大冲击电流1000A(30mins on/off)。 为了方便用户的测试、标定和应用,方案同时也提供了上位机软件。通过桥接工具,用户可以直观地对分流器方案进行标定和测试应用。MCU内置Flash支持读写功能,用来模拟EEPROM的功能存储标定的数据。板上和分流器上贴有NTC温度传感器,用户可以实时的读取板上和分流器上的温度。     了解了此电流检测方案的整体特点后,我们再来逐个介绍组成此方案的核心器件各自特点。 先从此方案的MCU入手,Microchip MCU ATSAMC21E18A的特色是32 bit Cortex M0+ MCU,可以5V供电,灵活的串口外设Sercom可以任意灵活的配制成UART、SPI和I2C;内置CAN控制器支持CAN-FD,同时兼容CAN2.0 A/B。 其放大器MCP6N16具备自校正架构,可以通过超低失调、低失调漂移,以及优异的共模和电源抑制功能来最大限度地提高DC性能,同时消除1/f噪声的不良影响,从而在全温度范围实现超高的精度。MCP6N16的低功耗CMOS工艺技术在实现低功耗的同时,还可提供500 kHz的带宽。此外,它配有一个硬件使能引脚可进一步降低功耗。对于既定速度和性能而言,这种低功耗运行和停机功能需要的电流更少,因而可延长电池寿命和减少本身发热。该放大器的运行电压低至1.8V,使得两节1.5V干电池的电量消耗远比典型情况下的少,而其轨对轨输入和输出操作即使是在低供电的条件下也可确保全范围使用。这使得整个运行电压范围内的性能都得到大幅提升。MCP6N16仪表放大器非常适用于需要高性能、高精度与低功耗、低电压运行兼备的应用,涵盖医疗、消费和工业市场上的传感器接口、信号调理以及固定式和便携式仪器等等。 与其他A/D转换器相比,MCP3421 特别适合需要设计简单、低功耗和节省空间的各种高精度模/ 数转换应用。其特点主要表现在:全差分输入,18位分辨率,精密的连续自校准功能;可选择3.75、15、60或240SPS采样速率进行转换;可工作在连续转换或单次转换模式,在单次转换后的空闲期内自动进入待机模式,极大的减少了电流消耗;内部集成2.048V 0.05%精度,且温度漂移仅为5ppm/℃的基准电压源,可编程增益放大器(PGA)提供1/2/4/8倍增益,允许测量极小的信号并且具有很高的分辨率,内部集成振荡器电路并提供I2C串行接口等。 Microchip混合及线性信号产品部副总裁Bryan J. Liddiard表示:“ADC市场和应用的发展需要更高分辨率、更高速度和更高精度。此外,更低的功耗和更小的封装也非常重要,我们新推出的这些产品可满足以上全部需求。” 高电压输入集成开关降压稳压器MCP16331可工作在最高50V的输入电压源下。集成的特性包括上桥臂开关、固定频率峰值电流模式控制、内部补偿、峰值电流限制和过温保护。只需最少量的外部元件,即可开发完整的降压直流/直流转换器电源。通过集成限流元件、低电阻、高速N沟道MOSFET和相关的驱动电路来实现高转换器效率。高开关频率最大程度地减小了外部滤波元件的尺寸,从而实现小尺寸的解决方案。MCP16331可以在将输出电压稳压至2.0V-24V的同时,提供500 mA的连续电流。器件集成了高性能峰值电流‌模式架构,即使在电源系统中常见的输入电压阶跃和输出电流瞬变条件期间,也可以稳定地对输出电压进行稳压。EN输入用于开启和关闭器件。对于限电和负载分配应用,器件关闭时,输入端仅消耗几μA的电流。此引脚在内部上拉,因此即使EN引脚悬空,器件也仍会启动。输出电压可通过外部电阻分压器进行设置。 汽车和工业CAN市场一直要求以具有成本效益的解决方案提供更高性能、更低功耗和更大灵活性。Microchip全新系列高速CAN收发器符合高性能要求,提供了行业的低待机电流,并有多种外形尺寸小巧的器件可供选择。Microchip公司ATA6560/1收发器支持CAN FD标准和高达5Mbits/s的数据速率,为CAN协议控制器和CAN双线式物理总线提供对接接口。符合ISO11898-2、ISO11898-5和SAEJ2284标准,具备较高的电磁兼容性(EMC)和静电释放 (ESD)性能。当供电电压关闭时, ATA6560/1收发器可为CAN总线提供理想的无源性能,配有一个供电电压为3V 至5V的MCU直连接口。对于各类高速CAN网络、尤其是要求低功耗并需通过CAN总线唤醒的CAN节点而言,具备多种运行模式和专用故障安全功能的 ATA6560/1无疑是绝佳选择。低功耗CAN收发器基于先进工艺开发,能够进一步集成模拟功能和复杂的数字功能。 Microchip代理商世健公司的现场应用总监仇嘉洋表示:世健公司作为技术分销商与解决方案商,时刻关注着市场技术需求动态,通过采用Microchip公司高性能的Cortex-M0+ MCU,丰富的模拟信号链、电源和接口产品,与分流器传感器相结合,世健公司为客户提供了完整的分流器电流检测解决方案,可广泛应用于汽车和储能BMS、电动和混动汽车、工业母线电流检测和焊接设备等大电流检测的应用。

    时间:2019-04-15 关键词: Microchip bms 电流检测

  • 高电压高精度电流检测和输出电平转换电路图

    高电压高精度电流检测和输出电平转换电路图

      电路功能与优势  电流监控功能在电源管理、电磁阀控制和电机控制等许多应用中非常关键。在负载的高端监控电流,就可以实现精确的电流检测和诊断保护,防止对地(GND)短路。  AD8210 等集成器件可提供高电压接口,并能够在分流电阻上进行双向电流监控,从而简化高端电流监控。它具有高共模抑制(CMR)特性和出色的温度性能,可在应用中实现最佳精度。该器件放大经分流电阻流至负载的电流,并提供以地为参考、与负载电流成比例的输出电压。  在采用双电源的应用中,AD8210的输出可以驱动 AD8274等精密、低失真差动放大器,如图1所示。AD8274可提供额外增益,并以所需的输出共模电压为中心实现AD8210输出电平转换,这有利于与使用双电源的其它电路元件实现接口。精密基准电压源 AD780 提供2.5 V基准电压,使AD8210能够执行双向电流监控,同时为AD8274的电平转换功能提供基准电压。    图1. 利用AD8210、AD8274和AD780实现电流检测并以GND为中心进行电平转换  电路描述  流至负载的电流流经电阻RSHUNT。该电阻上的电压由AD8210以20 V/V的增益放大。AD8210可以承受?2 V至+65 V范围内的输入共模电压。它还具有高共模抑制(CMR)特性,即使存在PWM共模信号也能监控电流,例如监控H-桥配置中受驱动电机的相位电流。图2显示监控PWM电机电流时的典型波形,图3显示电路过载特征。    图2. AD8210输出电压与负载电流成比例,AD8274对AD8210进行输出电平转换    图3. 过载条件下AD8210和AD8274的输出电压  AD8210输出与分流电阻上的电流成比例,其传递函数如下:    AD8210输出偏置2.5 V,将两个 VREF 引脚与2.5 V精密基准电压源AD780相连即可实现。这样,AD8210便能够双向监控流经分流电阻的电流。当电流从正输入端流至负输入端时,输出变为2.5 V以上的正电压。当电流反向流动时,输出变为2.5 V以下的负电压。AD780输出端也与AD8274负输入端相连,确保AD8274输入具有与AD8210相同的共模电压。AD8274的正输入端直接与 AD8210输出端相连。AD8274采用±15 V电源供电,并且配置为同相2倍增益模式。它计算其两个输入之间的差值,并采用2倍增益。    由于两路输入均以2.5 V为中心,因此AD8274仅放大差值,由此可获得该系统的输入至输出传递函数:    将引脚3与GND相连,AD8274的输出共模电压可设置为0 V。因此,输出电压的正负取决于分流电阻上负载电流的方向。  本电路提供了一种简单、精确的电流监控解决方案。AD8210可消除高共模电压,仅放大分流电阻上的小电压,从而提供以所施加的2.5 V基准电压为中心的输出电压。利用AD8274则能轻松地与电路中采用双电源供电的其它器件实现接口。它可消除AD8210的2.5 V共模偏移,并相对于GND转换AD8210的输出电平。  1 μF电容用来对AD780输入与输出引脚之间的基准电压源去耦。应将一个0.1 μF低电感陶瓷去耦电容(图中未显示)与VS相连,并使其非常靠近这两个IC。典型的去耦网络由一个1 μF至10 μF电解电容和一个0.1 μF低电感陶瓷MLCC型电容并联构成。  为了使本文所讨论的电路达到理想的性能,必须采用出色的布局、接地和去耦技术(请参考教程MT-031 和 教程MT-101)。至少应采用四层PCB:一层为接地层,一层为电源层,另两层为信号层。  常见变化  AD8274具有较宽的电源电压范围,可以采用±5 V等较低电压双电源供电。上述电路应用选择增益2来提供最宽的动态范围,但根据用户的需求不同,也可以将AD8274配置为增益为?的差动放大器。诸如AD8271和AD8276等其它差动放大器可以提供单位增益的精密电平转换。  基于AD8210的5 V电源建立电阻分压器后,也可以获得2.5 V基准电压。由于必须采用低阻抗源才能保持数据手册中规定的增益和失调额定值,因此必须用缓冲器来驱动AD8210和AD8274的基准电压引脚。  AD780是一款超高精度基准电压源,在全部温度、负载和线路条件下均具有出色的输出稳定性。在误差预算稍高的应用中,也可以使用 ADR421 或 ADR03等成本较低的基准电压源。

    时间:2019-01-03 关键词: 高精度 电源技术解析 高电压 电流检测

  • 开关模式电源电流检测——第一部分:基础知识

    开关模式电源电流检测——第一部分:基础知识

    作者:ADI公司 Henry Zhang和Kevin B. Scott电流模式控制由于其高可靠性、环路补偿设计简单、负载分配功能简单可靠的特点,被广泛用于开关模式电源。电流检测信号是电流模式开关模式电源设计的重要组成部分,它用于调节输出并提供过流保护。图1显示了LTC3855同步开关模式降压电源的电流检测电路。LTC3855是一款具有逐周期限流功能的电流模式控制器件。检测电阻RS监测电流。图1. 开关模式电源电流检测电阻(RS)图2显示了两种情况下电感电流的示波器图像:第一种情况使用电感电流能够驱动的负载(红线),而在第二种情况下,输出短路(紫线)。图2. LTC3855限流与折返示例,在1.5 V/15 A供电轨上测量最初,峰值电感电流由选定的电感值、电源开关导通时间、电路的输入和输出电压以及负载电流设置(图中用“1”表示)。当电路短路时,电感电流迅速上升,直至达到限流点,即RS × IINDUCTOR (IL)等于最大电流检测电压,以保护器件和下游电路(图中用“2”表示)。然后,内置电流折返限制(图中数字“3”)进一步降低电感电流,以将热应力降至最低。电流检测还有其他作用。在多相电源设计中,利用它能实现精确均流。对于轻负载电源设计,它可以防止电流反向流动,从而提高效率(反向电流指反向流过电感的电流,即从输出到输入的电流,这在某些应用中可能不合需要,甚至具破坏性)。另外,当多相应用的负载较小时,电流检测可用来减少所需的相数,从而提高电路效率。对于需要电流源的负载,电流检测可将电源转换为恒流源,以用于LED驱动、电池充电和驱动激光等应用。在本系列的第二部分“何处放置电流检测电阻”中,我们说明在电路的哪一个分支中放置电流检测电阻,以及它如何影响操作。软件LTspice(http://www.linear.com/designtools/software/)LTspice软件是一款强大、快速、免费的仿真工具、原理图采集和波形查看器,具有增强功能和模型,可改善开关稳压器的仿真。LTpowerCAD(http://www.linear.com/solutions/LTpowerCAD)LTpowerCAD设计工具是一款完整的电源设计工具程序,可显著简化电源设计任务。它引导用户寻找解决方案,选择功率级元件,提供详细效率信息,显示快速环路波特图稳定性和负载瞬态分析,并可将最终设计导出至LTspice进行仿真。作者简介Henry Zhang是ADI公司电源产品应用工程总监。他于2001年加入凌力尔特(现为ADI公司一部分),担任电源应用工程师,开始其职业生涯。他于2004年成为应用部门主管,并于2008年成为应用工程经理。他的团队支持广泛的产品和应用,从小尺寸集成功率模块到大型kW级高功率、高电压转换器。除了支持电源应用和新产品开发以外,他的团队还开发了LTpowerCAD电源设计工具程序。Henry对电源管理解决方案和模拟电路有着广泛的兴趣。他发表了20多篇技术文章,发布了许多研讨会和视频,并有10多项电源专利已获授权或在申请中。Henry毕业于弗吉尼亚理工学院和弗吉尼亚州布莱克斯堡州立大学,获得电气工程硕士和博士学位。Mike Shriver是ADI公司高级应用工程师。他在凌力尔特(现为ADI公司的一部分)有超过15年的经验,从事电源应用。在加入凌力尔特之前,他曾就职于Artesyn Technologies和Best Power Technology。Kevin Scott是ADI公司电源产品部门的产品营销经理,负责管理升压、升降压和隔离转换器、LED驱动器和线性稳压器。他曾担任高级战略营销工程师,负责制定技术培训内容,培训销售工程师,并撰写了大量关于公司众多产品技术优势的网站文章。他在半导体行业已有 26 年从业经验,历任应用、业务管理和营销职务。Kevin于1987年毕业于美国斯坦福大学,获得电气工程学士学位。延伸阅读:开关模式电源电流检测——第二部分:何处放置检测电阻开关模式电源电流检测——第三部分:电流检测方法

    时间:2019-01-02 关键词: 电源 电源技术解析 电流检测

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