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具有输入过压保护的高端电流检测

发布时间:2020-06-30 16:29:37 阅读: 来源:石英表厂家

电路功能与优势发生瞬变后,或者连接、断开或关断监控电路时,高端电流监控器可能遇到过压情况。图1所示电路使用具有过压保护功能、作为差动放大器连接的 ADA4096-2运算放大器来监控高端电流。 ADA4096-2具有输入过压保护功能,对于高于32 V及低于供电轨的电压,不会发生反相或闩锁。

本文引用地址:图1. 具有输入过压保护的高端电流检测(原理示意图:未显示所有连接和去耦)

该电路采用可调低压差500 mA线性稳压器 ADP3336供电,如果需要,后者还可用于为系统其他器件供电。设置为5 V输出时,输入电压范围为5.2 V至12 V。为了省电,可通过将 ADP3336 SD 引脚置位低电平来关断电流检测电路,而电源(例如太阳能电池板)仍可工作。这将对未供电的 ADA4096-2的输入端施加电压,但在最高可达32 V的输入电压下不会发生闩锁或损坏。如果需要较低吞吐速率, AD7920 也可在样本间关断。 AD7920在关断时的最大功耗为5 µW,上电时为15 mW。在工作条件下, ADA4096-2仅需120 µA。工作电压为5 V时,功耗仅为0.6 mW。在关断模式下,ADP3336仅消耗1 µA。图2. ADA4096-2原理示意图

电路描述该电路是经典的高端电流检测电路拓扑结构,采用单个检测电阻。其他四个电阻(双通道1 kΩ/20 kΩ分压器)处于薄膜网络内(以实现比率匹配),用于设置差动放大器增益。这将放大检测电阻上产生的两个电压间的差异,并抑制共模电压:VOUT = (VA – VB) (20 kΩ/1 kΩ)图2显示了 ADA4096-2的原理示意图。输入级包含两个并行的差分对(Q1至Q4和Q5至Q8)。随着输入共模电压接近VCC- 1.5 V,Q1至Q4在I1到达最低顺从电压时关断。相反,随着输入共模电压接近VEE+ 1.5 V,Q5至Q8在I2到达最低顺从电压时关断。此拓扑结构可实现最大输入动态范围,因为放大器在供电轨外的200 mV下(室温)仍可处理输入。与任何轨到轨输入放大器一样,两个输入对之间的VOS失配决定放大器的CMRR。如果输入共模电压范围保持在各供电轨1.5 V以内,输入对之间的跃迁便可避免,从而将CMRR改进约10 dB。ADA4096-2输入可保护器件不受最高超出各供电轨32 V的输入电压偏移的影响。此特性对存在电源时序控制问题的应用特别重要,该问题可导致信号源在施加放大器电源之前活动。图3显示通过低RDSON内部串联FET(绿色曲线)提供 ADA4096-2的输入电流限制能力,并与使用5 kΩ外部串联电阻和无保护的运算放大器(红色曲线)相比较。图3. 输入电流限制能力

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