6种常见电流检测电路设计方案

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了6种常见电流检测电路设计方案。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

电流检测电路设计方案(一)

低端检流电路的检流电阻串联到地(图1),而高端检流电路的检流电阻是串联到高电压端(图2)。两种方法各有特点:低端检流方式在地线回路中增加了额外的线绕电阻,高端检流方式则要处理较大的共模信号。

6种常见电流检测电路设计方案

图1 所示的低端检流运放以地电平作为参考电平,检流电阻接在正相端。运放的输入信号中的共模信号范围为:(GNDRSENSE*ILOAD)。尽管低端检流电路比较简单,但有几种故障状态是低端检流电路检测不到的,这会使负载处于危险的情况,利用高端检流电路则可解决这些问题。

高端检流电路直接连到电源端,能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施,特别适合于自动控制应用领域,因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。

电流检测电路设计方案(二)

传统的高端/低端检流方式有多种实现方案,绝大多数基于分立或半分立元件电路。高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容,最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(图3):

6种常见电流检测电路设计方案

VO=IRS*RS;R1=R2=R3=R4

该方案已广泛应用于实际系统中,但该电路存在三个主要缺点:

1)输入电阻相对较低,等于R1;

2)输入端的输入电阻一般有较大的误差值;

3)要求电阻的匹配度要高,以保证可接受的CMRR.任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR 降低到46dB;0.1%的变化使CMRR 达到66dB,0.01%的变化使CMRR 达到86dB.高端电流检测需要较高的测量技巧,这促进了高端检流集成电路的发展。而低端电流检测技术似乎并没有相应的进展。

电流检测电路设计方案(三)

采用集成差分运放实现高端电流检测

采用差分运放进行高端电流检测的电路更便于使用,因为近期推出了许多种集成电路解决方案。集成电路内部包括一个精密运放和匹配度很好的电阻,CMRR 高达105dB 左右。MAX4198/99 就是这样的产品,它的CMRR 为110dB,增益误差优于0.01%,而且采用小体积的8 引脚mMAX 封装。

专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测的所有功能单元,可在高达32V 的共模电压下检测高端电流,并提供与之成比例的、以地电平为参考点的电流输出。需要对电流做精确测量和控制的应用,如电源管理和电池充电控制,都适合采用这种方案。

MAXIM 的高端检流运放中所使用的检流电阻放置在电源的高端和被检测电路的电源输入端之间,检流电阻放在高端不给地线回路增加额外阻抗,这项技术提高了整个电路的性能并简化了布版要求。

MAXIM 推出了一系列双向或单向电流检测IC,有些双向电流检测IC 内置检流电阻,可检测流入或流出被检电路的电流大小并通过一个极性指示引脚显示电流方向。增益可调的电流检测IC、固定增益(+20V/V,+50V/V,或+100V/V)电流检测芯片或包括单双比较器的固定增益电流检测IC,都采用小体积封装,如SOT23,可满足对尺寸要求苛刻的应用。图4 是用MAX4173 构成的高端电流检测电路。

6种常见电流检测电路设计方案

图中输出电压与检流电阻的关系式为:

o=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)

*b 式中b 为镜像电流系数

上式可进一步简化为:

Vo=“Gain”*Rsense*Iload;Gain= b*RGD/RG1

Gain 分别为:20(MAX4173T),50(MAX4173F),100(MAX4173H)。

通过以上计算公式可看出,CMRR 由内部集成检流电路的工艺决定(典型值》90dB),不再受外部电阻的影响。

采用集成检流电路有以下优点:

1、器件的一致性好

2、极好的温漂特性

3、体积小

4、低功耗

5、使用方便

选择检流电阻的注意事项

检流电阻RSENSE 应根据以下几条原则进行选择:

1、电压损耗:检流电阻阻值过大会引起电源电压以IR 的数值降低。为了减少电压损耗,应选用小阻值的检流电阻。

2、精度:较大的检流电阻可以获得更高的小电流的测量精度。这是因为检流电阻上的电压越大,运放的失调电压和输入偏置电流的影响就相对越小。

3、效率和功耗:当电流较大时,RSENSE 上的功耗I2R 就不能忽略。在考虑检流电阻和功耗时,需要注意这一点。如果允许检流电阻发热,则电阻阻值可大一些。

4、电感:如果ISENSE 包含大量高频成分,则检流电阻的电感量要很小。线绕电阻的电感最大,金属膜电阻比较好。

5、成本:如果合适的检流电阻的价格太高,则可采用另一种替代方案(图5)。它采用电路板的印制线作为检流电阻。由于印制板铜线“电阻”并不精确,电路里需要一个电位器调节满量程电流值。另外,铜线的温漂较大(大约为0.4%/℃),在宽温度范围下工作的系统需要考虑这一点。

6种常见电流检测电路设计方案

电流检测电路设计方案(四)

可调节线性电流源(图6)是利用高端电流检测器构成的一个典型应用电,IC1 将R1 电流转换成相应比例的电压信号,控制稳压芯片IC2 产生一个稳定的输出电流,D/A 转换器可以提供IOUT 的数字控制。要达到12 BIT 精度(60mA 每LSB)的要求,可使用并行接口的MAX530 或串行接口的MAX531.10 BIT 精度(250mA 每LSB),则可使用并行接口的MAX503 或串行接口的MAX504.

6种常见电流检测电路设计方案

电流检测电路设计方案(五)

基于51单片机的电压电流检测系统rpotues仿真

本设计采用AT89C51为主控芯片,外部采用ADC0804作为电压采集芯片,外部电压最高为10V,而ADC0804最高电压为+5V,所以模拟量连接入ADC芯片之前,首先用电阻分压,把待测电压分为原来的一半,这样所检测的电压就用0-10V变成了0-5V,符合ADC芯片的输入要求,在检测电压后,经过单片机处理后,在在原来的电压基础上乘以2则可以恢复以前的待测电压。

电压报警电路则由一路继电器和发光二极管,以及喇叭所组成。当ADC芯片所检测的电压超过一定的限制,则使特定的IO口变成低电平,导通PNP三极管,使继电器导通,发光LED和喇叭行成压降。产生报警。

由ADC芯片采集的电压值,和由电阻所变换计算出的电流值,在LCD上显示。

报警电压由两个按键所设定,当按键一按下则报警值加0.1V,当按键二按下则报警值减掉0.1V。

片机内部随时把采集电压和报警电压进行比较,当采集电压高过报警电压,则启动报警。

整体电路图

6种常见电流检测电路设计方案

仿真图形

6种常见电流检测电路设计方案

电压,电流显示电路

6种常见电流检测电路设计方案

声光报警电路

6种常见电流检测电路设计方案

按键设置电路

本次设计由于protues中的12864只有不带字库的液晶显示器,操作极为复杂。由于时间问题。软件程序仅仅调试了液晶1602显示器。相信只要有时间12864的显示也一定能够完成。

电流检测电路设计方案(六)

具有较宽共模输入范围的电流检测放大器。MAX44284电流检测放大器集高精度、宽输入共模范围于一体。您可以同时获得高精度、低功耗性能——具备Maxim一贯的简约设计风格。这款器件树立了检流放大器高精度、高灵活性的新标杆,具有优异的性价比,非常适合医疗、消费类电子、移动、通信或电机控制应用——需要高精度、设计简便的任何应用。

6种常见电流检测电路设计方案

优异的精度

2µV输入失调电压,增益误差仅为0.05%

极低的输入失调温度系数:50nV/°C

-0.1V至+36V宽输入共模范围

低失调漂移和输入噪声

提供关断控制,节省电池电量

【以上信息由艾博检测整理发布,如有出入请及时指正,如有引用请注明出处,欢迎一起讨论,我们一直在关注其发展!专注:CCC/SRRC/CTA/运营商入库】文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-467755.html

到了这里,关于6种常见电流检测电路设计方案的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 浪涌电流——原因、影响、保护电路和设计技术

    电子电路的耐用性和可靠性在很大程度上取决于考虑各种可能性的设计情况,这实际上可能在产品实际使用时发生。对于AC-DC 转换器或SMPS 电路等所有电源单元尤其如此,因为它们直接连接到交流电源和变化的负载,这使得它们容易受到过压、电压尖峰、过载等的影响。这就

    2024年02月09日
    浏览(52)
  • Virtuoso IC618-10uA电流基准的二级Miller补偿运放电路设计

    以带隙电路中的放大器为例,其主要作用是使两个输入点的电平相等,所以只要增益足够就可以了,另外为了防止振荡,相位裕度也要足够,其他指标不是特别重要。下图为放大器提供偏置电流为理想电流源,在实际工艺制造过程中一般做不出理想电流源。 由一个电流镜做负

    2023年04月25日
    浏览(45)
  • 常见电平转换电路设计参考

    ​在硬件设计中有时候经常会遇到,主芯片引脚使用的1.8V、3.3V、5V等,连接外部接口芯片使用的3.3V、5V等,由于电平不匹配就必须进行电平转换。两个设备如果供电电压不一样,比如一个是3.3V,另一个是5V,那么在电平不匹配的情况下工作,会造成信号传输出错;如果二者电

    2024年02月02日
    浏览(36)
  • 【模电课程设计】---水位检测电路的设计

    主要内容     用二极管的基本特性、三极管的基本特性、运算放大器、热敏电阻(或可调电阻)等知识,设计相应的模拟电路,实现一款直流稳压电源、水位检测电路的设计. (1)设计并制作一个输入电压为 15V(输入电压不分极性),能输出±5V 电压的直流稳压电源; (2用 LED1 灯

    2024年02月06日
    浏览(55)
  • 板卡设计+硬件每日学习十个知识点(44)23.8.24 (检测单元设计,接口部分设计,板卡电源输入设计,电源检测电路)

    答: 首先要为检测单元的单片机设计一个最小系统板,包括时钟、供电、调试JTAG、复位。 然后设计检测单元GD32的功能电路,包括温度监测、电压监测、电流监测、FPGA启动检测、PS侧的复位控制、LED状态灯。 最后是和PL侧使用I2C通信的通信电路。 这些让我设计的话,可能得

    2024年02月11日
    浏览(65)
  • 三种常见平方根算法的电路设计及Verilog实现与仿真

    数学是物理的基础,是广大世界的基本组成部分,而数学运算是数学理论的核心部分,数学运算有加减乘除乘方等基本运算,拓展的运算里有一项是开方运算,开方运算在数字计算、图形显示等领域具有重要的地位,所以如何在硬件上实现该运算可以提高计算单元的性能,加

    2024年02月15日
    浏览(45)
  • 恒流电路的三种设计方案

    作为硬件研发工程师相信对恒流电路不会陌生,本文介绍下三种恒流电路的原理图。 三极管恒流电路 三极管恒流电路     三极管的恒流电路,主要是利用Q2三极管的基级导通电压为0.6~0.7V这个特性;当Q2三极管导通,Q1三极管基级电压被拉低而截止,负载R1不工作;负载R1流

    2024年02月11日
    浏览(51)
  • 电路方案分析(八)Type-C 端口短路保护参考设计

    Type-C 端口短路保护参考设计 tips: TI设计方案参考分析:TI Designs:TIDA-050016 1.系统描述 2.系统概述 3.软件、硬件、测试要求和测试结果 这款 USB Type-C 电力输送 (PD) 设计方案是集成在USB Type-C 直通板中的TPD6S300A 集成芯片模块。 USB Type-C 电力传输功率高达 100W,VBUS 最高电压可达

    2024年02月16日
    浏览(46)
  • 电路方案分析(十二)USB Type-C PD 移动电源参考设计方案

    USB Type-C PD 移动电源参考设计方案 tips:TI设计方案参考分析:TI Designs:TIDA-01627 1.系统描述 2.系统概述 3.系统供电方案 4.测试数据 5.设计文件 6.关键术语 说明 此移动电源参考设计提供高度集成的 USB Type-C™电力传输 (PD) 解决方案来为笔记本电脑充电。此设计的关键目标是降低

    2024年02月03日
    浏览(53)
  • 基于DSP+FPGA+ADS1282支持32Bit高精度数据采集方案(二)模拟电路设计

    如图 4.1 所示是系统硬件系统的信号框图,数字信号处理板上的主要核心是 两个处理芯片,即 FPGA 和 DSP ,其中 FPGA 主要作用是做 DSP 和外围接口的 桥梁及数据预处理, DSP 做为数据解算核心。 FPGA 通过各种的数据总线接收外部设备传输过来的数据,并进行打包处理 以及其他

    2024年02月02日
    浏览(60)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包