LT199系列检流放大器应用-电池电流测量

 

LT199系列检流放大器

更少组件数 更小型化

 

 

在电池监控（battery monitoring)、特别是电池电量检测（battery fuel gauge）应用中，通常会测量电池包（battery pack）的三个信号：温度、电压和电流。一般来说，可以通过放大器、模数转换器（ADC）以及微控制器（MCU）来执行这些监控或测量任务。利用这些测量的信息来构建对电池状态和运行状况的优化跟踪，从而提供一个整体优化的解决方案。与使用单独的运算放大器相比，LT199系列检流放大器（current sense amplifier）为电流信号检测提供了集成的测量电路以提供更直接和更少组件数的应用解决方案，同时，整体解决方案小型化。

 

 

 

 

应用说明

LT199系列检流放大器

 

在这种集成的电流检测应用中，需要计算和优化系统级的电流测量精度。影响LT199系列检流放大器测量精度的主要参数是输入失调电压（input offset voltage）、增益误差（gain error）、以及器件工作温度范围内的相应参数漂移（temperature drift）。

 

如果电流测量方案采用高精度零漂移运算放大器，例如，LTC8331（输入失调电压±15μV），对于50mV差动电压信号，15μV的偏移量会产生0.03%的测量误差；同时，对于具有0.05μV/℃最大漂移特性的LTC8331来说，100℃的温度漂移会导致额外的5μV的偏移，也就是说，50mV输入信号将产生额外的0.01%测量误差。

 

采用集成式检流放大器LT199能够精确监测电源轨上0V至26V的电流信号，该器件具有集成的、精确匹配的薄膜电阻器（TFR），最大增益误差＜1%（注：LT199G2的增益为量产测试项，典型值为100.465倍，偏差＜±0.5倍，即最大增益误差为0.5%）和10ppm/℃增益漂移（即，在100℃温度变化下额外的0.1%误差）。该器件在测量12V电源轨时，具有±150μV最大输入失调电压；在测量“5V以下”电源轨应用时，LT199具有＜±50μV的最大输入失调电压。LT199漂移特性为＜0.5μV/℃（即，在100℃温度变化时额外增加50μV偏差）。因此，LT199的最大误差约为1.1%，仅0.05%的误差归因于温度的变化。

 

如果在应用LT199时，VDD电源电压直接连接至VBUS，由于VBUS电压轨变化量可能较大，根据器件的PSRR性能，可进一步计算出由此所引入测量误差。例如，LT199PSRR＞120dB，VDD电源电压变化量为1V时，对于50mV差动电压信号，将会产生额外0.002%的测量误差。请注意，LT199检流放大器的输入架构不同于传统的轨至轨运算放大器，见下图所示，其共模输入电压范围VCM不受VDD电源轨的限制，即：VDD在3.3V稳定电源电压时，LT199输入端可连接至高达24V的电压轨以检测高边电流信号。