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高侧电流检测放大器在高电压下工作
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2022-11-18
池鹄展
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测量执行器或电机中电流的最简单技术是通过感测负载和地之间添加的小电阻元件两端的电压降来监测其接地电流。由于该设备及其相关电子设备共享相同的地电位，因此您只需放大地电流信号即可。测量执行器或电机中电流的最简单技术是通过感测负载和地之间添加的小电阻元件两端的电压降来监测其接地电流。由于该设备及其相关电子设备共享相同的地电位，因此您只需放大地电流信号即可。然而，该方法无法检测到设备对地短路，这会使高端驱动电路过载。为了减轻这种潜在的故障情况，高侧电流监控器将检测电流监控器下游的短路和类似故障。然而，该方法无法检测到设备对地短路，这会使高端驱动电路过载。为了减轻这种潜在的故障情况，高侧电流监控器将检测电流监控器下游的短路和类似故障。高端电流监控具有优势，但由于缺乏能够处理工业中使用的高电压水平（从 24V 到数百伏特）的设备，其使用受到限制。现成的设备可以在 32V 和 76VDC 下工作，但即使是 76VDC 也不足以满足许多应用。高端电流监控具有优势，但由于缺乏能够处理工业中使用的高电压水平（从 24V 到数百伏特）的设备，其使用受到限制。现成的设备可以在 32V 和 76VDC 下工作，但即使是 76VDC 也不足以满足许多应用。图 1图 1显示了一种使标准 32V 设备适用于任何电压电平的简单方法，但要受外部组件的限制。（显示的组件支持 130V。）对于大于 30mA 的负载电流，精度优于 1%。显示了一种使标准 32V 设备适用于任何电压电平的简单方法，但要受外部组件的限制。（显示的组件支持 130V。）对于大于 30mA 的负载电流，精度优于 1%。图 1. 所示组件使 36V 高侧电流监控 IC (U1) 能够在高达 130V 的共模电压下工作。（对于更高的电压，按照文本中的建议重新调整 R1 的大小。）图 1. 所示组件使 36V 高侧电流监控 IC (U1) 能够在高达 130V 的共模电压下工作。（对于更高的电压，按照文本中的建议重新调整 R1 的大小。）选择 U1 是因为其电流输出级，它可以轻松实现将输出信号电平转换为地电平所需的电流镜。然后，可以使用 A/D 转换器或比较器轻松监控以地为参考的信号。选择 U1 是因为其电流输出级，它可以轻松实现将输出信号电平转换为地电平所需的电流镜。然后，可以使用 A/D 转换器或比较器轻松监控以地为参考的信号。在此应用中，施加到负载的电流在存在 130VDC 共模电平时受到监控。首先，确保 Rs+、Rs- 和 V+ 引脚不违反 U1 的绝对最大额定值（相对于 GND 引脚为 36VDC）。为此，24V 齐纳二极管 Z1 将 V+、Rs+ 和 GND 引脚之间的电压限制为 24V。因此，这些引脚之间的典型电压为 24V 减去 Q1 的 Vbe，即 23.3V。在此应用中，施加到负载的电流在存在 130VDC 共模电平时受到监控。首先，确保 Rs+、Rs- 和 V+ 引脚不违反 U1 的绝对最大额定值（相对于 GND 引脚为 36VDC）。为此，24V 齐纳二极管 Z1 将 V+、Rs+ 和 GND 引脚之间的电压限制为 24V。因此，这些引脚之间的典型电压为 24V 减去 Q1 的 Vbe，即 23.3V。该电路的 Izener 约为 700µA。注意：制造商建议的偏置电流为 500µA，但齐纳二极管的 di/dt 斜率在 300µA 以下变为负值，这会引入噪声甚至振荡（该电路的 Izener 约为 700µA。注意：制造商建议的偏置电流为 500µA，但齐纳二极管的 di/dt 斜率在 300µA 以下变为负值，这会引入噪声甚至振荡（图 2图 2
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