增加电量计动态范围

Maxim的DS27xx系列电量计器件均规定了测量恒定电流的动态范围。但是，可以通过实施RC滤波器来测量高于此范围的峰值电流，该滤波器可以将波形平滑到器件的可测量范围内。本应用笔记讨论如何使用单个外部电容实现该滤波器，然后指导读者如何为应用选择合适的电容值。

介绍

图1.DS27XX 模数滤波电路

数据资料中DS27XX电量计器件的电流检测A/D的最大允许输入范围显示为恒流值。然而，这不是可测量的真实峰值电流。每个Maxim电量计的A/D输入都包含一个RC滤波器，该滤波器将平滑波形，并允许正确积分大于指定最大值的峰值。滤波器电容可选，以产生使用整个A/D范围但不使其输入饱和的波形。

操作

图2.滤波和未滤波波形。

滤波电阻位于器件内部，无法改变;滤波电容连接在IS1和IS2输入之间。应选择滤波电容的值，以便在不超过输入限值的情况下利用A/D的整个范围。图2中的示例显示了大于A/D输入范围的原始波形和具有最大峰值（V2） 小于 A/D 输入范围。

滤波电容的理想值可以通过实验或数学确定。最大滤波电压可以用滤波器元件和输入波形参数来表示。公式1显示了在码型重复且滤波波形达到稳定状态的情况下如何得出最大滤波电压。从这个公式中，可以选择一个满足应用要求的电容值。公式1的推导见附录。

等式 1.计算最大滤波电压

其中：
 

 

V1	= 滤波波形的最小电压
V2	= 滤波波形的最大电压
Vlow	= 输入波形的最小电压
Vhigh	= 输入波形的最大电压
tlow	= 输入波形的低周期
thigh	= 输入波形的高周期
Rf	= DS27XX器件内部的滤波电阻
Cf	= 所选的外部滤波器电容

 

例如，如果使用滤波电阻（Rf）为9.4kΩ（两个4.7kΩ电阻串联）、输入电压限值为64mV的DS2762来测量图1中的波形（Vlow = 6mV，Vhigh = 74mV，tlow = 2.0ms，大腿= 1.125ms），则需要至少0.068μF的滤波电容（Cf）来防止A/D输入饱和。此计算不包括器件或波形容差。假设滤波电阻容差为所列数据表值的±15%。

总结

基于DS27XX的电量计通过滤波待测波形，可以测量远大于其指定输入范围的电流脉冲。波形的形状被改变，改变单个电流测量值，但波形能量保持不变，保持累积电流测量的准确性。

审核编辑：郭婷