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基于高压上桥臂电流检测的应用设计

编辑:广东11选5平台 来源:广东11选5平台 创发布时间:2021-04-25阅读65682次
  本文摘要:上桥臂电流检测一般来说使用反对拓展共模电压的专用器件,但是专用器件也有自身的容许,例如,当共模电压低于100V时,专用运放还能准确地测量电流吗?

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上桥臂电流检测一般来说使用反对拓展共模电压的专用器件,但是专用器件也有自身的容许,例如,当共模电压低于100V时,专用运放还能准确地测量电流吗?传统5V运放或许几乎不限于这种测量。但是,在减少几个外部器件后,我们将不会找到,高压运放几乎可以准确地测量上桥臂电流,而且没任何共模电压容许。

电路示意图及原理概述本文所辩论的应用于设计是测量150V工业电机控制器的电流。如图1右图,为需要准确地测量较小的电流值,我们用于了一个分流器因应一个高精度5V运放。图1:典型应用于怎么会150V输出电压会焚毁运放吗?如果V1电压是用作给第一级运放OP_A获取于是以电压(Vcc_H),就会再次发生这种情况。

如果相连一个穿透电压为4.7V的齐纳二极管,则不会为第一级运放OP_A分解胜电压(Vcc_L)。这样,OP_A的电源电压是4.7V,是Vcc_L=145.3V与Vcc_H=150V的差值。

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电阻Rz为齐纳二极管获取偏置电流(~5mA),并为运放的偏置电流获取电路(~40μA)。Vsense是电流经过电阻Rsense时产生的电压,被电阻R1、R2、R3和R4缩放。P-MOSFET(BSP2220)输入高精度电流,与流经Rsense的电流成正比;该电流经过R4电阻时分解对地电压Vo,与上桥臂电流成正比。第一级的输入电压可由下面的方程式1得出结论:Vo=(Vsense/R1).(R4/R3).(R1+R2+R3)(1)第二级运放OP_B用作诱导Vo电压。

在安装电阻R5后,当启动阶段都有电流经过输出插槽时,可以维护OP_B的内部ESD二极管。电机控制电路消耗的仅次于电流是100A。

因此,用于一个100μΩ分流器时,Vsense最大值为10mV。仅次于输入电压各不相同Vsense电压和R4上的最后输入电流。因为由微控制器的ADC来处置,所以仅次于输入电压Vo必需低于3.3V。为保证系统长时间工作,必需细心自由选择这些器件参数。

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为了使OP_A输入不饱和,在自由选择参数时必需确保|Vgs|电压值较小。因为Ids维持较低电流有助构建这个目标,所以我们自由选择一个低电阻的R4。

为防止运放输入饱和状态,第一级运放OP_A的增益由R2/R1比确认,不应当过低。在自由选择器件参数时,我们被迫折中考虑到,必需遵从方程式2:|Vgsmax|<Vzener-(R3.(R1+R2))/(R4.(R1+R2+R3)).Vo_max(2)●其中,Vgmax是使电流Id_max=(Vo_max)/R4转入晶体管所需的Vgs电压,且Vzener=Vcc_H-Vcc_L现在我们看一下这个系统的精度问题。造成放大器精度劣的主要原因是电阻不给定和失调电压。

误差分析电阻不给定对测量精度的影响假设所用电阻极致给定,通过方程式1可以得出结论输入电压。意外地是,实际情况并不是这样,因为电阻本身也有自己的精度。用下面的公式可以得出结论因电阻不给定而导致的增益误差:V0=((Isense*Rshunt)/R1).(R4/R3).(R1+R2+R3).[1+((2R1+4R2+2R3)/(R1+R2+R3)).εα+εRshunt](3)●其中εα是电阻的精度,εRshunt是分流器的精度。从方程式3不难看出,R2电阻对误差的影响仅次于,所以该电阻器必需自由选择阻值尽量小(10kΩ)的电阻。

留意,R1和R3的阻值之和应当低且平衡,只有这样才能获得理想增益,因为理论上R1阻值小需要诱导噪声。


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