微放大器電流的精密高端測(cè)量需要一個(gè)小值檢測(cè)電阻和一個(gè)低失調(diào)電壓,超低功耗放大器。 提供280μA的電源電流,以在100μA至250mA的寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)檢測(cè)電流。 這最大限度地減少了分流電阻上的功率損耗,并使負(fù)載的可用功率最大化。 LTC2063的軌到軌輸入允許該電路在非常小的負(fù)載電流下工作,輸入共模幾乎處于軌道上。 LTC2063的集成EMI濾波器可在噪聲條件下保護(hù)其免受RF干擾。對(duì)于給定的檢測(cè)電流,該電路的電壓輸出是:
零點(diǎn)
電流檢測(cè)解決方案的關(guān)鍵指標(biāo)是零點(diǎn),或在沒有檢測(cè)電流時(shí)產(chǎn)生的輸出的等效誤差電流。 零點(diǎn)通常由放大器的輸入失調(diào)電壓除以RSENSE決定。 LTC2063的低輸入失調(diào)電壓(典型值為1μV,最大值為5μV,典型值為1-3pA的典型輸入偏置和失調(diào)電流)允許零點(diǎn)輸入?yún)⒖颊`差電流僅為10μA(1μV/0.1Ω),典型值為50μA (5μV/0.1Ω)最大。 如圖2所示,這個(gè)低誤差允許檢測(cè)電路將其線性度保持在指定范圍內(nèi)的最低電流(100μA),而不會(huì)由于分辨率的損失而出現(xiàn)平臺(tái)。輸出電流到輸出電壓的曲線在整個(gè) 整個(gè)電流感應(yīng)范圍。
零點(diǎn)誤差的另一個(gè)來源是輸出PMOS的零柵極電壓漏極電流(IDSS),即PMOS名義上關(guān)斷(| VGS | = 0)時(shí)非零VDS的寄生電流。 具有高IDSS泄漏的MOSFET將產(chǎn)生不具有ISENSE的非零正VOUT。
英飛凌的BSP322P在此設(shè)計(jì)中使用的晶體管的上限IDSS為1μA,在| VDS | = 100V。 作為BSP322P典型IDSS的一個(gè)很好的估算,在室溫下,VDS = -7.6V時(shí),IDSS僅為0.2nA,誤差輸出僅為1μV,或等效的100nA輸入電流誤差,
測(cè)量0A輸入電流時(shí)。
建筑
LT1389-4.096參考以及由M2,R2和D1組成的自舉電路建立了一個(gè)非常低功耗的隔離式3V電壓軌(4.096V + M2的VTH,典型值為-1V),可以保護(hù)LTC2063免受絕對(duì)最大電源電壓為5.5V。 盡管串聯(lián)電阻可以滿足建立偏置電流的需要,但使用晶體管M2可以提供更高的整體電源電壓,同時(shí)在電源電壓的高端限制電流消耗僅為280μA。
精確度
LTC2063的輸入失調(diào)電壓會(huì)產(chǎn)生10μA的固定輸入?yún)⒖茧娏髡`差。 在250mA滿量程輸入中,失調(diào)僅導(dǎo)致0.004%的誤差。在低端,100μA中10μA的誤差為10%。 由于偏移是恒定的,所以可以校準(zhǔn)。 圖3顯示,LTC2063,不匹配的寄生熱電偶和任何寄生串聯(lián)輸入電阻的總偏移量?jī)H為2μV。
圖3中所示的增益100.05V / V比由RDRIVE和RIN建立時(shí)的實(shí)際值或4.978k / 50.4 = 98.77V / V給出的預(yù)期增益大1.28。 這個(gè)誤差可能是由于RDRIVE和RIN的溫度系數(shù)不同造成的。