電流監(jiān)控電路-比以往任何時(shí)候都重要

為了簡(jiǎn)化控制設(shè)計(jì)，工程師需要準(zhǔn)確而快速的電流測(cè)量。監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的功率還可以極大地提高系統(tǒng)可靠性，因?yàn)殡娏飨牡脑黾涌赡鼙砻餍枰诎l(fā)生故障之前很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行維護(hù)。

正變得電氣化。托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）和尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）很高興看到向各種電力運(yùn)輸邁進(jìn)。的電池系統(tǒng)為這些車輛提供動(dòng)力，穩(wěn)定了電網(wǎng)并開辟了許多新機(jī)遇。開發(fā)汽車系統(tǒng)的工程師以及設(shè)計(jì)工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)的工程師，正通過(guò)更高的電機(jī)控制電路和更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)算法提高控制水平和效率，從而邁向更高的設(shè)計(jì)水平。

精密電流分流器是較具成本效益和可靠的電流監(jiān)測(cè)方法。有兩種不太常用的測(cè)量電流的方法。人們使用霍爾效應(yīng)傳感器來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生的通量場(chǎng)。雖然這樣做的優(yōu)點(diǎn)是插入損耗低，但價(jià)格昂貴并且需要大量的PCB空間。使用變壓器測(cè)量感應(yīng)交流電流的另一種方法在尺寸和成本上也很昂貴，并且僅對(duì)交流電路有用。

特征

Isabellenhütte（發(fā)音為Iz-a-bell-en-HOOT-eh）的新產(chǎn)品是BVN 1216表面貼裝電流分流器。該電阻器系列提供1.0（mΩ）或0.5-mΩ毫歐值（合金電阻），并采用小型（4.1 x 3.1 x 1.9毫米）封裝。四端子設(shè)備可連續(xù)處理100安培的電流（0.5mΩ版本），并提供1％或5％的容差。在這種類型的設(shè)備中非常重要的是TCR，對(duì)于BVN而言，它的溫度低于每百萬(wàn)攝氏度百萬(wàn)分之50。在130°C以下時(shí)，0.5mΩ版本的額定功率為5瓦–在170°C時(shí)降額使用。1mΩ版本的額定功率為3瓦。這些電阻還具有非常低的電感-小于2納亨（nH）-并且它們均通過(guò)AEC-Q200認(rèn)證，并進(jìn)行了溫度循環(huán)，沖擊，振動(dòng)和耐濕性的可靠性測(cè)試。

很低的歐姆值顯然對(duì)于降低功率損耗非常有用。一個(gè)良好的感測(cè)放大器將是必要的，以便在伴隨的低壓下工作。BVN感測(cè)電阻器通常用于5-80安培范圍內(nèi)的電流，并且有許多可用的電流感測(cè)放大器使設(shè)計(jì)完整的測(cè)量電路變得容易。

這些IC具有高度匹配的內(nèi)部電阻，這對(duì)于較大程度地減小增益和共模電壓誤差很重要。電流檢測(cè)放大器通常預(yù)先配置為具有電壓增益-將這些電阻保持在內(nèi)部。例如，德州儀器（TI）的INA199可獲得50、100或200的增益。該IC可以在0.3至26伏的共模電壓下感測(cè)分流器兩端的壓降，而與電源電壓無(wú)關(guān)。

設(shè)計(jì)人員可以選擇在電源輸出低端感應(yīng)電流。但是，在負(fù)載到地面的路徑中放置一個(gè)電阻器意味著地面以比系統(tǒng)接地稍高的電位浮動(dòng)。這種布置可能導(dǎo)致接地回路出現(xiàn)問(wèn)題。如果電流檢測(cè)放大器在高端使用，則需要具有較高的CMRR。

由于INA199具有低失調(diào)電壓和Zerø-Drift架構(gòu)，因此它可通過(guò)分流器的滿量程壓降實(shí)現(xiàn)低至10毫伏（mV）的電流檢測(cè)。此外，部件的共模抑制比*低為100分貝（dB），典型值為120 dB，因此可以承受高端監(jiān)測(cè)的誤差。失調(diào)電壓通常為5微伏（µV）。在40°C至125°C的溫度范圍內(nèi)，增益誤差典型值為0.03％，*大值為1％。這些IC使用單個(gè)+2.7至+ 26V電源供電，*大消耗100微安（µA）的電流。采用SC70和薄型UQFN-10封裝。

一種電流感應(yīng)示例應(yīng)用是汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向電機(jī)控制。方向盤通過(guò)CAN或LIN總線連接到微控制器和雙向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。測(cè)量方向盤的位置和扭矩。然后，微控制器根據(jù)需要驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，并使用由分流電阻器測(cè)量的流向電動(dòng)機(jī)的平均電流來(lái)確定扭矩，并使用位置傳感器來(lái)確定轉(zhuǎn)向角。

通常，BLDC電機(jī)的三相均通過(guò)單獨(dú)的并聯(lián)電阻器進(jìn)行監(jiān)控。流向該電動(dòng)機(jī)的峰值電流可以為50安培，為此分流器既需要出色的穩(wěn)定性又需要低電感。

與汽車一樣，精密分流電阻器（高精度貼片電阻）也用于電機(jī)控制器，燃油噴射，點(diǎn)火，照明，水泵，變速器和鎖止系統(tǒng)。