电流检测电路

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三极管电流检测电路

三极管电流检测电路

几个巧妙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样电阻,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,通过调整三极管基极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。

这是一个电源产品的电流检测部分,U2和R2构成一个高端电流检测电路将电流转换为电压输出,U1A和U1B构成电压跟随器,跟随器的输出电压分为两路,一路进入单片机进行AD转换,另一路送到Q2构成过流检测电路。

现在对这个电路有点不明白的地方时,U1A和U1B的用法不太理解,不知道这样用有什么好处,C2和R9在这里有什么用处呢。

另外三极管构成的过流保护电路电流的截止点能够精确么?注:Q2集电极信号是连接到单片机的IO口,检测电平这个电路的0点电流要求准确,也就是说单片机通过AD检测到电流为0的时候,需要关断电源的输出。

跟这个有关系么?用Multisim仿真了一下,C2、R9的作用不大,有C2和R9的电路,信号的幅度更接近0,如图电流检测电路的推算原理那位大侠说一下这个电流检测电路的推算原理?根据“虚短&rdquo,R1上的电流为(Rs/R1)Icharge,而R3上的电流接近于(Rs/R1)Icharge。

电压、电流检测电路分析

电压、电流检测电路分析
电压检测电 路
电压检测电路
电压检测电路 是用来检测室外机供电的交
流电源的。若室外供电电压过低或过高, 则系统会进行保护。如工作电压是否在允 许的范围之内,或着在运行时电压是否出 现异常的波动等。
1、利用电压互感器进行检测的电路 分析
:室外交流220V 电压检测电路原理分析:室外交流220V 电压经电压互感器T01输入,电压互感器便 电压经电压互感器T01输入,电压互感器便 输出一交流低电压,经D08、D09、D10、 输出一交流低电压,经D08、D09、D10、 D11桥式整流,再经R26、R28、C10滤波之 D11桥式整流,再经R26、R28、C10滤波之 后,输出一直流电平,此电平与输入的交 流电成一定的函数关系。
电流检测电路
电流检测电路
电流检测电路是用来检测压机 供电电流的。 供电电流的。保护压机不致在 电流异常时,而损坏压机。 电流异常时,而损坏压机。
1、采用集成运算放大器进行电流检测电路
电流检测电路原理分析
电阻R1、R56采样,信号经LM358放大 电阻R1、R56采样,信号经LM358放大 后送到CPU的第18脚 后送到CPU的第18脚
电 压 检 测 电 路
电压检测电路的电气参数
2、通过直流电利用电阻降压进行检 测的电路分析
.室外交流220V电压通过硅桥整流、
滤波电路滤波后输出到IPM模块的P、 N端,电压检测电路从直流母线的P 端通过电阻进行分压,检测直流电 压进而对交流供电电压进行判断
电路图: 电路图:
电压பைடு நூலகம்测电路
电流检测电路
LM358内部电路 LM358内部电路
电流检测电路
电路的电气参数
LM358输出电压: LM358输出电压:

电流检测电路

电流检测电路

开关电源中电流检测电路探讨摘要:介绍电流检测电路的实现方法,并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题,最后用实验结果分析了升压电路中电流检测的方法。

关键词:电流检测电流互感器磁芯复位功率开关电路的电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。

电流模式控制具有动态反应快、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点,因而取得越来越广泛的应用。

而在电流模式的控制电路中,需要准确、高效地测量电流值,故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。

本文介绍了电流检测电路的实现方法,并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题,最后用实验结果分析了升压电路中电流检测方法。

2 电流检测电路的实现在电流环的控制电路中,电流放大器通常选择较大的增益,其好处是可以选择一个较小的电阻来获得足够的检测电压,而检测电阻小损耗也小。

电流检测电路的实现方法主要有两类:电阻检测(resisti v es ensing)和电流互感器(currentsensetr ansformer)检测。

电阻检测有两种,如图1、图2所示。

当使用图1直接检测开关管的电流时还必须在检测电阻R S旁并联一个小RC滤波电路,如图3所示。

因为当开关管断开时集电极电容放电,在电流检测电阻上产生瞬态电流尖峰,此尖峰的脉宽和幅值常足以使电流放大器锁定,从而使PWM电路出错。

但是在实际电路设计时,特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想,因为检测电阻损耗大,达数瓦,甚至十几瓦;而且很难找到几百毫欧或几十毫欧那么小的电阻。

实际上在大功率电路中实用的是电流互感器检测,如图4所示。

电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽,电流互感器还提供了电气隔离,并且检测电流小损耗也小,检测电阻可选用稍大的值,如一二十欧的电阻。

电流互感器将整个瞬态电流,包括直流分量耦合到副边的检测电阻上进行测量,但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正常复位,尤其在平均电流模式控制中,电流互感器检测更加适用,因为平均电流模式控制中被检测的脉冲电流在每个开关周期中都回零。

电流检测电路

电流检测电路

电流检测电路摘要:MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器,利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换,本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法,并给出了直流电源监测与保护的实现电路1 电源电流检测长期以来,电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。

而对于磁电仪表,一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量,在量程范围不统一时,分流电阻的选择也不标准,从而影响到测量精度。

对于互逆电源,由于测量必须利用转换开并来实现,因而不能随机地跟踪测量和自动识别。

在教学和实验室使用的稳压电源中,为了能够进行电流/电压的适时测量,可用两种方法来实现。

一种方法是彩双表法显示,此法虽好,但成本较高,同时体积也较大;另一种方法是采用V/I复用转换结构,这种方法成本低,体积小,因而为大多数电源所采用,但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示,也不方便。

那么,如何对电源进行自动监测呢?笔者在使用中发现,稳压电源的电压在初始调节状态时,往往显示出空载,而在接入负载后,则需要适时显示负载电流,因此,利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换,可实现一种电量用两种方法表示,并可完成自动监测转换功能。

为了实现I/V的转换,笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。

2 MAX471/MAX472的特点、功能美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品,有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。

它们均有一个电流输出端,可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换,并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。

MAX471/MAX472具有如下特点:●具有完美的高端电流检测功能;●内含精密的内部检测电阻(MAX471);●在工作温度范围内,其精度为2%;●具有双向检测指示,可监控充电和放电状态;●内部检测电阻和检测能力为3A,并联使用时还可扩大检测电流范围;●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围(MAX472);●最大电源电流为100μA;●关闭方式时的电流仅为5μA;●电压范围为3~36V;●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。

高精度电流检测电路的设计

高精度电流检测电路的设计

高精度电流检测电路的设计摘要:本文采用CSMC0.18um的标准CMOS工艺,设计一种以共栅放大器控制SenseFET 的高精度电流检测电路。

仿真结果表明,电路具有结构简单、版图面积小等特点;而且,该电路的检测电流I sense与电感电流I L呈线性关系;且当电路工作电压为1V、负载电流I o=10mA时,功耗P=12.40µW;同时,在不同的负载电流下,电路精度总体在84%以上,最高可达92%。

值得一提的是,当温度在-40℃~125℃范围内变化时,并不会明显造成检测精度的降低;而且本文设计的电路版图面积为182.84µm2。

关键词:电流检测;共栅放大器;电流精度Designofhigh precision currentdetectioncircuitJiangBenfuCai Ziyang(Zhuhai College ofScience and Technology,Guangdong,Zhuhai, 519000)Abstract:Inthispaper,ahigh-precisioncurrentdetectioncircuitwithacommongateamplifiercontrollingSenseFETisdesignedusingastandardCMOSprocessofCSMC0.18um.Simulationresultssho wthatthecircuithasasimplestructureandsmalllayoutarea;moreover,thecircuithasalinearrelations hipbetweenthedetectioncurrentI sense andtheinductorcurrentI L;andthepowerconsumptionP=12.40µWwhenthecir cuitoperatesat1VandtheloadcurrentI o=10mA;meanwhile,thecircuitaccuracyisabove84%overallandupt o92%atdifferentloadcurrents.Itisworthmentioningthatwhenthetemperaturevariesintherangeof-40°Cto125°C,itdoes notsignificantlycausethedegradationofdetectionaccuracy;andthecircuitlayoutaread esignedinthispaperis182.84µm2.Keywords:Currentdetection;Commongateamplifier;Current accuracy计通过检测管mp1检测电感电流[1]的变化,采用1.引言共栅放大器的反馈控制网络和采样电阻R S采集电感电流的变化。

电流检测电路

电流检测电路

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
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。

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,缺点是电压需要损失掉约1.4V。

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。

电流检测电路故障的检修

电流检测电路故障的检修

美的电磁炉电流检测电路故障的检修故障现象:一台美的售后送修MC-SF209(主板码YK/PSY195-M)电磁炉,上电开机后出现“不停检锅”。

故障分析:我们知道,在检修电磁炉,上电开机后出现“不停检锅”故障时,总是感到棘手难修。

检修时,为了分清是同步电压比较电路,还是电流检测电路出现故障。

将电磁炉上电待机,用500型三用表直流电压10V档,检测比较器V+同步取样对地电压应大于V-同步取样对地电压的+0.2V为正常。

若取样电压偏低,为同步电压比较电路存在故障。

若同步取样电压正常,为电流检测电路存在故障。

故障检修:电流互感器,是电磁炉整机工作电流检测电路的核心,是将检测电流转变为取样电压经整流后,送往CPU芯片(CURRENT)作为电流检测信号。

当电磁炉整机工作电流超过设定电流时,经CPU芯片识别后通过PWM脉宽调控电路,将电磁炉输出功率减小。

检修时,用500型三用表直流电压10V档,检测电流检测电路(UCRRENT)EC5对地0电压(正常为+0.4V)。

EC5对地0电压,是故障的切入点。

测电流互感器CT1次级绕组对地+0.6V电压,正常。

用三用表电阻100Ω档,检测电流检测电路发现贴片电阻R59(330Ω)开路。

更新换上R59后整机恢复正常。

小结:1、在美的MC-SF209(主板码YK/PSY195-M)电磁炉中,电流检测电路取样电压越高,即电磁炉加热功率就越大。

反之电流检测电路取样电压越低,即电磁炉加热功率就越小。

由于该机贴片电阻R59(330Ω)开路,造成CPU芯片电流检测电路取样电压中断,迫使CPU 芯片无法对电流检测进行识别,而自动保护关机。

但CPU芯片是一直期待电流检测电路取样电压恢复正常,故出现“检锅停、检锅停”故障现象。

2、在美的MC-SF209(主板码YK/PSY195-M)电磁炉中,正常工作时,电流检测电路取样电压送至CPU芯片第5脚(UCRRENT)电路对地电压分别为;在120W/+1.8V、500W/+2.2V、800W/+2.6V、1300W/+3.4V、1800W/+4V、2000W/+4.6V电压,为正常。

电流检测电路工作原理

电流检测电路工作原理

电流检测电路工作原理宝子们!今天咱们来唠唠电流检测电路这个超有趣的玩意儿。

你可别一听电路就觉得头疼,咱就像聊天一样,把它的工作原理给搞明白。

咱先来说说电流检测电路是干啥的呢。

简单来讲呀,就像是给电流安排了一个小侦探。

电流在电路里跑来跑去,这个检测电路呢,就能知道电流到底有多大,是个听话的乖乖电流,还是个调皮的大电流。

比如说在咱们家里的电器设备里,要是电流突然变得很大,那可就危险啦,可能会把电器烧坏呢。

这时候电流检测电路就发挥作用啦,它能及时发现这个异常,就像一个小卫士一样保护着我们的电器。

那电流检测电路是怎么做到检测电流的呢?这里面可有不少小秘密哦。

有一种常见的方法是利用电阻。

你想啊,电流流过电阻的时候,就像水流过一个小水坝一样,会产生一定的压力差。

这个压力差在电路里就表现为电压。

根据欧姆定律,电压和电流是有关系的,电流越大,在电阻上产生的电压就越大。

所以呢,我们只要测量这个电阻两端的电压,就能知道电流的大小啦。

这就好像我们通过测量水坝两端的水位差,就能知道水流的大小一样有趣呢。

再说说另一种方式,用电流互感器。

这个东西可神奇啦。

它就像是一个魔法小盒子,把大电流变成小电流。

当主线路里有大电流通过的时候,电流互感器会根据电磁感应的原理,在它的副边产生一个成比例的小电流。

这个小电流就比较好测量啦。

就好比把一个大怪兽变成了一个小宠物,我们就能轻松地观察它啦。

而且电流互感器还有个好处呢,它可以把高电压电路里的电流检测变得安全又简单。

因为它可以在电气上隔离高电压和测量电路,就像给测量电路穿上了一层保护罩,不会被高电压给伤到。

还有一种霍尔效应电流传感器也很厉害。

这个原理可能听起来有点高大上,但其实也很有趣哦。

当有电流通过一个有磁场的地方时,会产生一个霍尔电压。

这个霍尔电压的大小就和电流的大小有关啦。

电流检测电路利用这个特性,就能准确地检测出电流。

这就像是电流在磁场这个小舞台上表演,霍尔效应就像是舞台上的灯光,电流的大小不同,灯光(霍尔电压)的效果就不一样呢。

电流检测电路

电流检测电路

电流检测电路引言电流检测电路是电子设备中常见的一种电路,用于测量电路中的电流大小。

电流作为一种基本的电学量,对于许多电子设备的工作和保护至关重要。

因此,电流检测电路的设计和实现非常重要。

本文将介绍电流检测电路的基本原理、常见的电流检测方法以及一些电流检测电路的实例。

电流检测基本原理电流检测电路的基本原理是利用电流通过导体时产生的电压降来进行电流的测量。

根据欧姆定律,电流通过一个电阻时会在电阻两端产生电压降,而这个电压降正比于电流大小。

因此,通过测量电压降的大小,我们可以间接地得知电流的大小。

电流检测方法电压放大器检测法电压放大器检测法是一种常见的电流检测方法。

它基于电流通过电阻产生的电压降,通过放大这个电压信号来得到较大的电压输出。

常见的电流放大器电路包括差动放大器、仪表放大器等。

零漂补偿法由于电阻的温度、工艺等因素可能导致电阻值产生变化和偏差,进而影响电流检测的准确性。

为了解决这个问题,可以采用零漂补偿法。

零漂补偿法利用运算放大器的反馈功能,将电流检测电路的误差信号与补偿信号相抵消,实现零漂的补偿。

开环检测法开环检测法是一种简单直接的电流检测方法。

它通过在电路中引入感知电阻,然后测量该电阻上的电压降,进而获得电流的大小。

这种方法不需要放大器或者反馈电路,简化了电路的复杂度。

电流检测电路实例可调增益电流检测电路这是一种可调增益的电流检测电路。

它通过调节电阻的大小,可以实现对电流的不同范围的检测。

同时,它还具有高输入阻抗和低漂移的特点,能够提高电流检测的精度和稳定性。

![可调增益电流检测电路](adjustable_gain_current_ sensor.png)电路中的运算放大器实现了电压放大器的作用,从而得到较大的输出电压。

通过调节电阻R1和R2的比例,可以实现对电流范围的调节。

同时,电路中的反馈电阻也可以用于进行零漂的补偿。

开环电流检测电路这是一种简单的开环电流检测电路。

它由一个感知电阻和一个测量电压的电压表组成。

电流检测电路的检修

电流检测电路的检修

第六章电压及温度检测电路的检修一、电压检测电路对哪里进行检测?1、主回路电压:P、N上的电压值(530V)情况进行检查2、控制电压进行检测(从哪里取的这个信号呢?)二、电压检测电路的信号从哪里采集的?1、从直流回路P、N上取2、从开关电源变压器的二次绕组的整流电压取3、检测三相输入电压的状态4、检测充电接触器的工作状态三、故障代码1、过电压-OU2、欠电压-LU3、输入电源缺相-4、直流回路电压过低-5、充电接触器未闭合-6、控制回路电压故障-四、典型故障特征1、直流回路530V的电压检测电路本身故障时,变频器上电或运行过程中,报“过电压”、“欠电压”故障2、充电接触器接触不良或后续控制电路故障(接触器至CPU的电路传输?),变频器上电后报“主回路接触器故障”3、输入电源检测电路故障时,上电后报“输入电源缺相”4、输出电压/频率检测电路异常时,运行中报“输出断相”5、控制电压异常,上电时报“控制电压异常”五、直流回路电压检测电路---之一(电压检测电路信号采在P、N上)A7840构成的直流回路电压信号检测电路:1、综述电压采样信号直接取自直流回路的P、N端的530V直流电压,经电阻降压、分压网络,将分压所得mV级电压信号,加到小信号处理光电耦合器A7840(U14)的2、3输入脚上,经U14实施强、弱电隔离后,形成差分信号输入到LF353运算放大器的2、3脚,本级电路接成电压跟随器,输出信号由电位器中心头(线路板上厂家标注测试点VPN)输出至CPU主板与电源/驱动板的排线端子CNN1的8脚。

在三相输入电压为380V时,8脚采样直流电压为3V(该点至关重要)。

2、A7840A7840的输入侧供电,是由开关变压器的一个独立绕组的交流电压,经D41、C46等整流滤波,由集成稳压器78L05稳压成5V提供的;输出侧供电,则采用CPU 主板供电电源+5V。

3、两路处理信号检测信号一路经过R174给CPU模拟电压信号,供面板显示电压值检测信号另一路经过R155,给LF393电压比较器,输出信号与其它故障信号汇总,送入CPU;4、CPU送出的两路不同的基准电压这里要注意LF393的输入端:CPU根据变频器的启动、运行的不同阶段,通过51、42端子送出不同的基准电压值进入LF393进行电压比较,不同的工作过程,则保护动作的阀值也有所不同5、在确保直流回路电压检测电路无故障的前提下,为屏蔽变频器电压检测电路相关的故障报警功能,方便检修其他电路而采取的“权宜之计”办法:(不用P、N供电,给开关电源供电的同时也给电压检测电路供电,如果两者电压不一样,调整电压检测电路的采样电阻,使电压检测电路满足正常的“检测条件”,不再报欠压、过压故障,以利于检修。

电流检测功能电路的设计实现

电流检测功能电路的设计实现

电流检测功能电路的设计实现为了满足对直流举行检测的同时实现对电流信号缩小的需要,设计了一款电流检测,采纳CSMC 0.5 μm 120 V BCD工艺。

不同于传统电流检测电路,该电路挺直对电流信号举行处理,输出具有较好的线性度,同时对输入信号基本无影响,并且电路结构较为容易,能够较好地满足IP核应用的需要。

通过验证以及流片、测试,证实该电路具有良好的功能性。

文中同时给出该电路IP数据提取过程以及后续电路。

1 引言通常所说的电流检测是用来检测某部件、或者导线通过的电流,普通用互感器、分流器等将电流信号转化成信号,然后再对其举行处理放大,作为后面电路庇护、检测用法。

目前,已经有无数不同的电流检测技术已被公布或实施。

其中常用的直流电流检测办法主要是通过串联或者基于原理举行,在通常状况下被测电流信号较大,串联电阻对输入电流信号的影响可以忽视不计,但随着科技进展的需要,被检测信号日渐减小,在系统电路中假如挺直串联电阻,会影响前级电路工作,导致被测电流信号的大小发生转变,此时这一影响已经不能再被忽视。

为了检测小电流信号,同时实现将输入的电流信号缩小的功能,以便满足后续处理电路的要求,本文给出了一种不同于传统电流检测电路中常用的两类实现办法——电阻检测和电流互感器检测的检测电路,区分于采纳电阻、以及等无源器件作为主要结构的电路,设计了一款由MOS管为主要结构组成的电流检测电路。

它能够在实现电流缩放的同时,克服因对源电流产生较大影响而使得输入电流信号有较大转变的问题。

2 电流检测电路原理及设计优化2.1 设计要求本文的设计依托于国家项目服务设计平台,项目中要求的电流检测电路主要要求实现将大电流信号缩小,终于得到较小的电流信号输出,第1页共6页。

电流检测电路

电流检测电路

电流检测电路电流检测的应用电路检测电路常用于:高压短路保护、电机控制、DC/DC换流器、系统功耗管理、二次电池的电流管理、蓄电池管理等电流检测等场景。

对于大部分应用,都是通过感测电阻两端的压降测量电流。

一般使用电流通过时的压降为数十mV~数百mV的电阻值,电流检测用低电阻器使用数Ω以下的较小电阻值;检测数十A的大电流时需要数mΩ的极小电阻值,因此,以小电阻值见长的金属板型和金属箔型低电阻器比较常用,而小电流是通过数百m Ω~数Ω的较大电阻值进行检测。

测量电流时,通常会将电阻放在电路中的两个位置。

第一个位置是放在电源与负载之间。

这种测量方法称为高侧感测。

通常放置感测电阻的第二个位置是放在负载和接地端之间。

这种电流感测方法称为低侧电流感测。

两种测量方法各有利弊,低边电阻在接地通路中增加了不希望的额外阻抗;采用高侧电阻的电路必须承受相对较大的共模信号。

低侧电流测量的优点之一是共模电压,即测量输入端的平均电压接近于零。

这样更便于设计应用电路,也便于选择适合这种测量的器件。

低侧电流感测电路测得的电压接近于地,在处理非常高的电压时、或者在电源电压可能易于出现尖峰或浪涌的应用中,优先选择这种方法测量电流。

由于低侧电流感测能够抗高压尖峰干扰,并能监测高压系统中的电流。

电流检测电路低侧检测低侧电流感测的主要缺点是采用电源接地端和负载、系统接地端时,感测电阻两端的压降会有所不同。

如果其他电路以电源接地端为基准,可能会出现问题。

为最大限度地避免此问题,存在交互的所有电路均应以同一接地端为基准,降低电流感测电阻值有助于尽量减小接地漂。

如上图,如果图中运放的 GND 引脚以 RSENSE 的正端为基准,那么其共模输入范围必须覆盖至零以下,也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。

Rsensor将地(GND)隔开了。

高侧检测随着大量包含高精度放大器和精密匹配电阻的IC的推出,在高侧电流测量中使用差分放大器变得非常方便。

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摘要:MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器,利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换,本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法,并给出了直流电源监测与保护的实现电路
关键词:高端电流监测I/V转换MAX471 MAX472
1 电源电流检测
长期以来,电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。

而对于磁电仪表,一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量,在量程范围不统一时,分流电阻的选择也不标准,从而影响到测量精度。

对于互逆电源,由于测量必须利用转换开并来实现,因而不能随机地跟踪测量和自动识别。

在教学和实验室使用的稳压电源中,为了能够进行电流/电压的适时测量,可用两种方法来实现。

一种方法是彩双表法显示,此法虽好,但成本较高,同时体积也较大;另一种方法是采用V/I复用转换结构,这种方法成本低,体积小,因而为大多数电源所采用,但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示,也不方便。

那么,如何对电源进行自动监测呢?笔者在使用中发现,稳压电源的电压在初始调节状态时,往往显示出空载,而在接入负载后,则
需要适时显示负载电流,因此,利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换,可实现一种电量用两种方法表示,并可完成自动监测转换功能。

为了实现I/V的转换,笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。

2 MAX471/MAX472的特点、功能
美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品,有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。

它们均有一个电流输出端,可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换,并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。

MAX471/MAX472具有如下特点:
●具有完美的高端电流检测功能;
●内含精密的内部检测电阻(MAX471);
●在工作温度范围内,其精度为2%;
●具有双向检测指示,可监控充电和放电状态;
●内部检测电阻和检测能力为3A,并联使用时还可扩大检测电流范围;
●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围(MAX472);
●最大电源电流为100μA;
●关闭方式时的电流仅为5μA;
●电压范围为3~36V;
●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。

MAX471/MAX472的引脚排列如图1所示,图2所示为其内部功能框图。

表1为
MAX471/MAX472的引脚功能说明。

MAX471的电流增益比已预设为500μA/A,由于2kΩ的输出电阻(ROUT)可产生1V/A的转换,因此±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。

但对于MAX471,其输出电压不应大于VRS+-1.5V,对于MAX472,则不能大于VRG-1.5V。

表1 MAX471/MAX472的引脚功能说明
OUT端为电流幅度输出端,而SIGN端可用来指示输出电流的方向。

SIGN是一个集电极开路的输出端(仅吸收电流),可和任何采用电压供电的逻辑电路相连,用100kΩ的上拉电阻即可把SIGN连接到逻辑电源。

对于MAX471来说,在电流从RS-流向RS+时,输出低电平。

而当电流从RS+流向RS-时,输出高电平。

在采有电流供电的电路中,无论是充电还是放电,只要负载电流大于1mA,SIGN端的输出都能精确地指示出电流方向。

在SHDN为高电平时,MAX471/MAX472进入关闭模式,此时系统的消耗电流小于5μA。

在关闭状态下,SIGN为高阻状态,OUT截止。

3 电源监测与保护电路
用MAX471构成的直流电源监测与保护电路如图3所示,该电路可以和任意电源相连,能进行电流、电压的自动显示和过流报警与保护。

图中R1为MAX471输出端电阻,用于决定I/V的转换灵敏度。

由于笔者是采用85C1-V30V磁电式直流电压表来显示输出电压和电流的,所以R2为20kΩ,灵敏度为10V/A。

实际应用时,R1可用标准仪表来进行微调校正。

J1-1为电压/电流显示转换继电器。

在初始状态下调整输出电压时,由于未接负载,Irt为零,IOUT端的输出电压为零,J1不吸合,J1-1常闭以使昨电压表接入电源输出端,从而显示输出电压,并使VD3发光,以表示测接入量值为电压。

当负载电源后,IOUT端通过R1使VT2导通,继电器J1吸合,电压表通过JL-1接入IOUT端以显示I/V转换器,同时,VD4
发光以表示测量值为负载电流,开关K为强制转换开关,可方便地将显示仪表设置为输出电压测量。

此开关一般情况下处在打开状态。

VT1为射极输出器,可用于减小VT2和IC2对IOUT端的影响。

过流保护电路用集成电路TL431来完成,J2为过流保护用继电器,W 为过流保护调节电位器,当VA=UB[R5/(W+R5)]=2.5V时,TL431的阳极端电压为2.5V,J2吸合,J2-1切断输出;同时J2-2闭合,VD5发光指示,报警音乐集成电路IC3得电并通过VT3驱动报警喇叭,从而以声、光形式构成流保护指示。

用MAX471MAX472实现I/V的转换可简化对电源电流的测量,并可实行对高端电流的监测,可以和任意电源共地应用,它内置电阻精度高,且能关联扩流使用。

这对学生用实验电源的改造非常方便。

尤其是模块化电源监测的保扩板,由于它能够完成完整的I/V显示及过程保护功能,因此,特别适用于通用的实验电源。

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