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MAX4173检放逐大器早高端电流检测中的使用

MAX4173检流放大器早高端电流检测中的应用-在讨论器件功能时,检流放大器可以看作一个输入级浮空的仪表/差分放大器。这意味着即使器件采用VCC=3.3V或5V单电源供电,在输入共模电压远高于电源电压的条件下,器件仍然能够正常放大差分输入信号。检流放大器的共模电压可以很高,例如可以高达28V(MAX4372和MAX4173)或76V(MAX4080和MAX4081)。

在评论器材功用时,检流扩大器能够看作一个输入级浮空的外表/差分扩大器。这意味着即便器材选用VCC=3.3V或5V单电源供电,在输入共模电压远高于电源电压的条件下,器材依然能够正常扩大差分输入信号。检放逐大器的共模电压能够很高,例如能够高达28V(MAX4372和MAX4173)或76V(MAX4080和MAX4081)。

检放逐大器的这一特性使其十分合适高端电流检测使用,这类使用往往需要对高压侧检流电阻两头的细小电压进行扩大,并馈入到低压ADC或低压模仿操控环路进行处理。这种情况下,一般需要在信号源端(例如检流电阻两头)对电流检测信号进行滤波。能够选用差分滤波器(图1)滤除负载电流和检流电压的“毛刺”,也能够选用共模滤波器(图2)以增强在呈现共模电压尖峰或瞬时过压时的ESD维护才能。合理挑选元件构建滤波器,假如元件挑选不妥,则会引进一些无法预知的失调电压和增益差错,下降电路功用。

滤波器的挑选

MAX4173检放逐大器如图3所示,该器材的检流电阻可直接连接到芯片的RS+和RS-端。器材内部的运算扩大器将检流电阻两头的差分电压康复成RG1两头的差分电压,即ILOAD×RSENSE=VSENSE=IRG1×RG1。然后,内部电流镜对电流IRG1进行电平转化和扩大,发生输出电流IRGD。MAX4173的内部电路中RGD=12kΩ,而RG1=6kΩ。

因而,

因为RGD和RG1为片上电阻,实践阻值会因不同的半导体工艺而发生多达±30%的差异。可是,因为终究增益精度取决于RGD和RG1的份额,所以能够很好地操控增益,并在出产过程中灵敏调整。

构建差分/共模滤波器(如图1和图2所示)时,需要在检流电阻的RSENSE+和RSENSE-端与器材的RS+和RS-引脚之间接入串联电阻,此刻相当于改动了芯片的RG1和RG2。由上面的等式可知,改动后的RG1将引进增益差错。一起,因为RG1的绝对差错最大可达±30%,因而增益差错最大将到达±30%,因为这种差错的引进是随机的,所以无法操控或预算差错。由此可见,操控增益差错的仅有方法是确保输入串联电阻RSENSE+远远小于RG1。

MAX4173检放逐大器早高端电流检测中的使用

图1:选用差分滤波器消除负载电流的“毛刺”。

图2:选用共模滤波器改进电压尖峰或呈现共模过压时的ESD维护才能。

图3:MAX4173的内部功用框图。

别的,因为输入偏置电流的存在,电阻RG1和RG2之间的不匹配将会引进输入失调电压。依据MAX4173和MAX4372的数据资料,偏置IRS-等于两倍的IRS+,因而与RG1串联的电阻RSERIES+应等于与RG2串联的电阻RSERIES-的两倍,以消除输入失调电压。

综上所述,只要在满意以下条件的情况下,在RS+和RS-引脚之间接入串联电阻后所构成的滤波器能够获得最佳功用:

1. RSENSE+与RS+之间的串联电阻远小于RG1;

2. RSENSE+与RS+之间的串联电阻应等于RSENSE-与RS-之间的串联电阻的两倍。

留意,因为RSERIES+等于RSERIES-的两倍,应相应增大共模滤波器的电容,以满意沟通和瞬态功用的要求。

表1:MAX4173串联电阻的测验成果。

表2:MAX4372串联电阻的测验成果。

表1给出了MAX4173T的实验室测验成果,用于验证上述推论。VOS的最小值和最大值可由数据资料给出的偏置电流的最小值和最大值核算,取RG1=6kΩ±30%用于核算最小值和最大增益差错。相同,表2给出MAX7372F的测验成果(RG1=100kΩ)。最小、最大增益差错以及最小-最大VOS的核算推导如下:

Old Gain

=Constant×RGD/RG1=20(T-version MAX4173)

New Gain

=Constant×RGD/RG1new

=RG1+RSERIES+

=Old Gain×RG1/RG1new

=20×RG1/(RG1+RSERIES+)

Gain Error

=(20-New Gain)/20%

=RSERIES+/(RG1+RSERIES+)

Min Gain Error

=RSERIES+/(1.3×RG1 +RSERIES+)

Max Gain Error

=RSERIES+/(0.7×RG1+RSERIES+)

RG1=6k(MAX4173)

VOS=IBIAS2×RG2new-IBIAS1×RG1new

=IBIAS1×((2×RSERIES-)-RSERIES+)

IBIAS2=2×IBIAS1

IBIAS1(min)=0

IBIAS1(max)=50uA(MAX4173)

责任编辑:gt

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