0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

推荐一个高端电流检测方案!

硬件攻城狮 来源:24c01硬件电子 2023-12-08 13:45 次阅读

正文

今天看到一张TI的一个40V~400V非隔离型的高端电流检测方案的一个原理框图,这个图里,比较有意思的一点就是巧妙的利用了稳压二极管改变了运算放大器的共模输入电压范围。主要使用了一个OPA333,一个高压PMOS,还有一个INA226。

01

原理

dff1f08a-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

由于存在负反馈,运算放大器虚短和虚断成立,由于“虚短”,所以Vp等于Vn。且由于“虚断”,几乎没有电流流进同相输入端和反相输入端,所以说Vp=V2成立。又由于“虚短”,所以说Vn=Vp=V2,所以说R1两端的电压就等于V1-V2(图中的Vsense)也就是等于电流采样电阻Rsense上的电压。又由于MOS属于压控型器件,几乎不会有电流从栅极流入到电阻R2上,所以说,加在R2上的电压就等于R2*(Vsense/R1)。由于R2和R1取值相等,所以VR2=Vsense。电流路径如下所示:

dff741f2-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

稳压二极管钳位,改变共模输入范围,这个是比较值得学习借鉴的地方。OPA333的共模输入范围是(V-)-0.1V到(V+)+0.1V,比如说如果5V单电源供电的条件下,OPA233能处理的信号电压范围是-0.1V~5.1V,所以说如果我们使用5V单电源给OPA333供电的话,是处理不了上图的电流检测的,因为上图的检测电压Vsense上的共模电压实在是太大了。

dffb5d78-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

然而如果在运算放大器供电的地方嵌入一个稳压二极管,那么OPA333的供电电压就变了,变为了400V和394.9V。随之,共模输入电压范围也就改变了,变为了394.8V~400.1V,而这个改变也正恰恰是高端电流检测所需要的。如下图:

e00d9736-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

然后再将这个电流转化到R2上,给INA226检测,是很巧妙的设计。

02

选型及PCB设计

那么这个Rz该如何取值呢?Rz的取值和两个参数相关,第一个是稳压二极管的Izt(在≥Izt的时候稳压管的稳压值才准确)。第二个是运算放大器的静态电流Iq(因为MOS为压控型器件,运算放大器几乎不会提供电流在MOS的Cgs充满电后)。

e01855b8-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

TI的设计是这样的,采用了低功耗的稳压二极管MMSZ4689T1(为防止电阻上的功耗过大),Izt为50uA,即在50uA的电流下,可以保持稳压5.1V。

e02531c0-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

运算放大器OPA333的最大静态电流Iq为25uA

e02bcbf2-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

所以RZ的取值公式为:

e039cc70-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

公式计算Rz的取值要小于5.26MΩ,TI取了两个1.2MΩ的电阻串联,以减小单颗电阻的功率

我们看下TI的官方设计原理图:

e0416cfa-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

关于PMOS的选型,有两点要考虑。第一点,就是PMOS的耐压值,肯定是要超过400V的,TI选择了一颗力特的IXTT16P60P,最大耐压为600V。

e045a220-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

第二点就是MOS的功耗由于MOS工作在线性区,所以MOS的功耗一定不可小觑),假设流过MOS的电流为8mA,由于MOS两端的电压差很大很大,所以功耗会很夸张,所以要选择大封装的,并且PCB上做好散热

e068d8d0-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

PCB设计需要注意高压区和低压区的布局,不要高低压布局在一起。

e072d560-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png

采样电阻部分,走线尽量如下,以便减少走线引入的误差。

e07f56fa-958c-11ee-8b88-92fbcf53809c.png






审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 运算放大器
    +关注

    关注

    215

    文章

    4931

    浏览量

    172860
  • 稳压二极管
    +关注

    关注

    12

    文章

    523

    浏览量

    43161
  • 电流检测
    +关注

    关注

    14

    文章

    497

    浏览量

    41014
  • PMOS
    +关注

    关注

    4

    文章

    245

    浏览量

    29559
  • 共模电压
    +关注

    关注

    2

    文章

    101

    浏览量

    12645

原文标题:又学习总结一个高端电流检测方案!推荐给粉丝

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    LM358低端电流如何改高端电流检测

    LM358低端电流怎样改高端电流检测 如图,现在是用低端检测的,因为输出电路的负极要并联,电流
    发表于 08-13 06:19

    0~12A高端电流检测方案

    大家好!~最近直在想关于0~12A的电流检测方案,我用的
    发表于 12-04 16:31

    高端电流检测

    检测简介图1. 高端电流检测。 图1中的电路所示为典型的
    发表于 10-30 15:09

    集成高压差动放大器和电流检测放大器都可以实现高端电流检测

    检测器。许多半导体供应商都为高端电流检测提供了多种方案,然后研究这类应用的设计工程师发现,这些方案
    发表于 06-19 08:06

    款精密高端电流检测

    DC2033A,使用LT6110电缆/线下降补偿器的演示板。 LT6110是款精密高端电流检测器,可通过检测电阻监控负载
    发表于 08-12 09:58

    高端电流检流器是什么?有哪些主要应用?

    高端检流电路与低端检流电路有什么不同?传统的高端/低端检流方式有哪几种实现方案?怎样通过集成差分运放去实现高端电流
    发表于 04-14 06:17

    高端检测与低端检测区别

    电阻靠近电源负端其中低端检测可以看我之前发布的文章:低端电流检测方案下面主要记录高端电流
    发表于 07-19 07:20

    高端与低端电流检测电路是怎样的

    为什选择高端电流检测高端与低端电流检测电路是怎样的?
    发表于 09-29 07:32

    高端电流检测降压恒流驱动方案

    概述 OC5215 是款连续电感电流导通模式的降压型 LED 恒流驱动器,用于驱动或多个 LED 灯串。OC5215 工作电压从5.5v 到 30v,提供可调的输出
    发表于 04-15 10:02

    高端电流检测降压 LED 恒流驱动方案

    概述 OC5265 是款连续电感电流导通模式的降压型 LED 恒流驱动器,用于驱动或多个 LED 灯串。OC5265 工作电压从5.5v 到 60v,提供可调的输出
    发表于 04-20 16:13

    高端电流检测电路及原理

    高端电流检测电路及原理 摘要: 本文介绍低端、高端检流电路的结构和它们的应用。关键词:电流检测
    发表于 12-30 10:59 6965次阅读
    <b class='flag-5'>高端</b><b class='flag-5'>电流</b><b class='flag-5'>检测</b>电路及原理

    高端与低侧电流检测

    这两种方法都有其优点和缺点。高端电流检测的优点是能够检测电流相关的故障,例如可能影响负载的短路或开路。此外,通过
    的头像 发表于 04-23 09:52 3543次阅读
    <b class='flag-5'>高端</b>与低侧<b class='flag-5'>电流</b><b class='flag-5'>检测</b>

    高端电流检测方案

    电路常被称之为电流检测放大器,其越来越被广泛地运用于汽车、通信、消费电子等领域。 对于电流检测放大器电路设计,目前主要可以分为分立方案以及集
    的头像 发表于 01-04 11:23 652次阅读
    <b class='flag-5'>高端</b><b class='flag-5'>电流</b><b class='flag-5'>检测</b><b class='flag-5'>方案</b>

    探讨高、低边电流检测中的采样电阻与共模抑制比问题

    两种电流检测电路设计方案 又学习总结高端电流
    的头像 发表于 11-18 11:08 213次阅读
    探讨高、低边<b class='flag-5'>电流</b><b class='flag-5'>检测</b>中的采样电阻与共模抑制比问题

    高端电流检测的原理和电路

    高端电流检测的原理和电路
    发表于 12-16 14:48 0次下载