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電流檢測在車載系統(tǒng)中的應用

作者: 時間:2010-10-09 來源:網(wǎng)絡 收藏

 車載應用中的包括控制通過螺線管和噴射器的電流。例如,在柴油噴射時,我們用 48V 或更高的電壓迅速地將感應噴射器的電流提高到 20 安培。一旦達到 20A,電路就會向控制電路提供反饋信號,以保持噴射器電流為 20A 不變。通??稍鰪娭匾男阅芑蛱匦?。電動車窗系統(tǒng)是展示電流檢測技術(shù)優(yōu)勢的一個很好的例子。由于馬達扭矩與電流成正比,因此馬達在扭矩過大的情況下就會停止工作,比方說人的胳膊卡在電動車窗上,或者機械系統(tǒng)發(fā)生故障時,馬達都會停止工作。電流檢測的方法

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/197607.htm

  負載或電源的低壓側(cè)或高壓側(cè)都可進行電流檢測。共模電壓是指分路 (shunt) 上的電壓(不是分路上的差分電壓),在低壓側(cè)檢測為零伏。低壓側(cè)檢測最簡單,可采用最基本的放大器電路。低壓側(cè)檢測的難點在于:低壓側(cè)檢測會影響系統(tǒng)的接地端,可能還需要增加更多的線路,而且這種作法通常不利于故障診斷。圖 1 中的高壓側(cè)分路放大器可檢測很高的電源電壓上極低的差分電壓(通常為 100mV 或更低),通常在車載應用中為 13.8V。不過,如果為無限制的 (unconditioned) 電池線路,那么會受瞬變影響:如果無意中將電池方向放錯就會出現(xiàn) –13.5V 的情況,如果出現(xiàn)負載突降或感應反沖,那么最大瞬變可達 72V。不妨設想,放大器通常采用 5~12V 的單電源供電(5V 的電源供電日益常見),這就需要放大器的輸入引腳連接到共模電位,大大超過了放大器電源軌的限制。

圖 1 在高壓側(cè)電流檢測中,共模電壓是主要問題老式分路檢測電路基于差動放大器,即周圍帶四個電阻來設置增益并提供差動輸入的運算放大器 (operation amplifier)。這些電阻使運算放大器能接受超過其電源軌的共模電壓。不過,這也會帶來下面一些負面問題:一是電路必須配置為衰減器,在隨后的運算放大器級中恢復增益,如圖 2A 中的 IC 結(jié)構(gòu)圖所示,運算放大器的增益會成倍增大第一個放大器的偏置和漂移量,從而降低整體性能。二是采用高共模電壓差動放大器要增加電阻網(wǎng)絡,以使之在仍然只提供單位增益的同時能夠接受較高的共模電壓。高共模差動放大器帶來的影響在于:運算放大器的噪聲增益與共模衰減成正比,如圖 2B 所示的差動放大器結(jié)構(gòu)采用了 20:1 的內(nèi)部共模衰減,此舉使放大器的偏置、漂移和噪聲都比運算放大器本身擴大了 20 倍。此外,較大的輸入電阻也會造成較高的噪聲。

圖 2 可用于車載電流檢測的電阻型高共模電壓差動放大器電流分路監(jiān)控器是專門用于分路電流檢測的高共模電壓差動放大器,能夠解決電阻型差動放大器的局限性。電流分路監(jiān)控器與差動放大器相比的主要區(qū)別在于:其共模電壓功能通常只擴展到正電壓,而一些電流分路監(jiān)控器允許共模接地。這會造成更多的衍生情況,我們隨后還要談到。共模電壓功能也允許擴展到負電壓。電流分路監(jiān)控器從一開始設計時就是以單電源電壓工作的,通常最低電壓可達 2.7V。圖 3 顯示了兩類電流分路監(jiān)控器,分為電流輸出型分路監(jiān)控器和電壓輸出型分路監(jiān)控器。電流輸出型分路監(jiān)控器通常靜態(tài)電流較低,需要外部輸出電阻,從而使終端用戶能夠設定增益。電壓輸出器件采用固定增益且不需要其他組件。

圖 3 兩大類電流分路監(jiān)控器包括:A) 電流輸出型分路監(jiān)控器和B) 電壓輸出型分路監(jiān)控器車載應用的一般性技術(shù)要求


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