如何開(kāi)始使用電流檢測(cè)放大器應(yīng)用第一部分
電流檢測(cè)電阻器，也稱為分流器，是測(cè)量電流的首選技術(shù)。為了不對(duì)電流產(chǎn)生不利影響，分流器的電阻值較小，在兩端產(chǎn)生成比例的小電壓。因此，設(shè)計(jì)人員必須利用放大此小電壓的電路，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 進(jìn)行上游轉(zhuǎn)換。
分流電阻器兩端的小電壓通常必須從數(shù)十或數(shù)百毫伏增加到零點(diǎn)幾伏。此任務(wù)通常由運(yùn)算放大器或電流檢測(cè)放大器來(lái)執(zhí)行。電流檢測(cè)放大器是一種專用運(yùn)算放大器，集成了激光微調(diào)的精密電阻網(wǎng)絡(luò)，用以設(shè)置增益。通常，放大器電壓增益大約為 20 到 60 級(jí)，有時(shí)甚至更大。
如何使用電流放大器？當(dāng)我說(shuō)“如何”時(shí)，我是什么意思？電流檢測(cè)放大器測(cè)量電流值，在某些情況下還可以計(jì)算功率。在某些情況下，放大器可以將當(dāng)前值與閾值進(jìn)行比較，但它無(wú)法決定該值的含義以及系統(tǒng)應(yīng)該如何處理。
電流檢測(cè)放大器的輸出通常在信號(hào)調(diào)節(jié)鏈中具有以下三種用途之一。
1. 輸出可以作為反饋來(lái)控制電路下一部分的特定動(dòng)作。
2. 它可以進(jìn)入系統(tǒng)微控制器 (MCU)，該微控制器將根據(jù)當(dāng)前級(jí)別做出系統(tǒng)范圍的決策。
3. 它可以作為中斷通知控制器已超過(guò)特定閾值，而控制器無(wú)需關(guān)心實(shí)際值。
電流檢測(cè)放大器輸出的第一個(gè)用途是利用電流電平作為反饋到電路的其他部分，如圖 1 所示。在這種情況下，INA210或INA282等模擬輸出設(shè)備很可能會(huì)提供最好的解決方案的類型。電壓輸出饋入需要反饋的設(shè)備的輸入引腳。這方面的一個(gè)例子是使用恒流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)光二極管 (LED)。饋入 LED 的電流由電流檢測(cè)放大器測(cè)量，該輸出進(jìn)入穩(wěn)壓器的反饋引腳，例如TPS54218，2.95V至 6V 輸入、2A 同步步進(jìn)-down SWIFT? 轉(zhuǎn)換器。
圖 1：電流電平輸出提供反饋以控制電路其他部分的動(dòng)作
第二個(gè)也是最常見(jiàn)的用例是將當(dāng)前級(jí)別信息提供給控制器，然后控制器將根據(jù)級(jí)別控制系統(tǒng)的其他方面，如圖 2 所示。例如，當(dāng)前系統(tǒng)的當(dāng)前級(jí)別可用于調(diào)整風(fēng)扇速度使所需的冷卻與產(chǎn)生的熱量相匹配。電流水平還可以調(diào)整時(shí)鐘速度，高性能集成電路 (IC) 正在以該速度運(yùn)行以平衡性能與熱量。
雖然上面提到的模擬輸出設(shè)備可以提供此用例所需的所有性能，但需要有一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 供控制器使用數(shù)據(jù)。許多 MCU 提供可以完成這項(xiàng)工作的集成 ADC。但是，使用INA226或INA230等數(shù)字輸出設(shè)備可能允許使用成本更低的 MCU 或釋放集成 ADC 來(lái)執(zhí)行其他功能。此外，許多這些較新的數(shù)字輸出設(shè)備都提供警報(bào)功能，允許 MCU 忽略當(dāng)前測(cè)量系統(tǒng)，直到達(dá)到某個(gè)閾值。一旦警報(bào)觸發(fā) MCU，它就會(huì)開(kāi)始監(jiān)控電流以確定下一步。
圖 2：電流電平饋入 MCU，控制系統(tǒng)的其他方面
這將我們帶到了第三個(gè)常見(jiàn)用例：超過(guò)過(guò)流閾值時(shí)觸發(fā)的簡(jiǎn)單警報(bào)，如圖 3 所示。（想想 eFUSE 技術(shù)。）像INA300這樣的設(shè)備是一種易于實(shí)現(xiàn)、占用空間小的設(shè)備，支持此類僅警報(bào)用例的低成本過(guò)流比較器。
圖 3：電流電平用作中斷，通知控制器已超過(guò)特定閾值
我希望您現(xiàn)在了解電流信息在電流檢測(cè)放大器中的三種主要使用方式。在下一部分中，我將討論電流范圍如何影響器件選擇標(biāo)準(zhǔn)以及計(jì)算所需分流電阻值的基礎(chǔ)知識(shí)。
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