實現(xiàn)上述功能的一個特別簡單的集成電路解決方案是電流檢測放大器,凌力爾特公司的 LTC6102就是這種集成電路的一個實例,該器件為精確的單向高壓端汽車檢測而優(yōu)化。圖3顯示了一個用LTC6102將通用電流檢測輸出連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)輸入的典型電路實例。注意,LTC6102的輸出是電流,因此重建負載(R2)可以放置在與該集成電路有一段距離的地方,而不會引入接地環(huán)路誤差。由于該集成電路具有極高的精確度,甚至低于毫歐姆的RSENSE值也是實用的,因此熱量和電壓損耗最小。這個電路中增加的組件D1和R3提供電源反向瞬態(tài)保護。表1列舉了一些可用檢測放大器及其基本特性。
采用脈沖調(diào)制負載時需考慮的因素
就采用高頻脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)產(chǎn)生可變性能級別的占空比調(diào)制負載來說,在設(shè)計電流監(jiān)視電路時還要考慮其它一些因素。其中主要的一點是響應(yīng)時間需要足夠快,以在波形的接通部分對故障情況做出響應(yīng)。另一點是,開關(guān)動作不應(yīng)該對電流讀數(shù)保真度造成太大干擾。通常情況下,圖1(c)配置再次提供了最佳結(jié)果,因為這個電路的阻抗很低,共模問題最小。在期望得到平均負載電流(直流分量)的情況下,可以使用在模擬或數(shù)字信號處理(DSP)領(lǐng)域使用的后置濾波來去除與PWM有關(guān)的頻率分量。平均電源電流值與負載電流有關(guān)是意料之中的事,這個值為主觀性效果提供了一個良好的指示,不管是燈的強度還是起動力都一樣。
監(jiān)視H橋驅(qū)動器的電流
一個H橋式驅(qū)動器可以看作是以互補信號工作以產(chǎn)生雙向差分輸出的一對半橋。每個半橋可以看作是圖1(c)單向電路的擴展,即在圖1(c)配置上增加與負載并聯(lián)的低壓端開關(guān)。圖4顯示的是用一個LTC6103組成的電路,這兩個器件產(chǎn)生適合直接驅(qū)動ADC的差分輸出。像這樣的電路適用于車窗起落、環(huán)境氣氛控制等機制中的電動機,而且無論在哪里,都可完成逆向動作。
注意,對于負載接地故障,低壓端MOSFET不會受到過大壓力,因此監(jiān)視高壓端的每個半橋就可提供所有需要的信息。負載電流可由兩個半橋的單向電流讀數(shù)差確定。另外,由于有符號數(shù)值控制,因此一個高壓端開關(guān)100%接通時,準(zhǔn)確測量負載電流無需占空比校正。