電流監(jiān)控電路-比以往任何時候都重要

為了簡化控制設計，工程師需要準確而快速的電流測量。監(jiān)視電動機的功率還可以極大地提高系統(tǒng)可靠性，因為電流消耗的增加可能表明需要在發(fā)生故障之前很長時間進行維護。

正變得電氣化。托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）和尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）很高興看到向各種電力運輸邁進。的電池系統(tǒng)為這些車輛提供動力，穩(wěn)定了電網(wǎng)并開辟了許多新機遇。開發(fā)汽車系統(tǒng)的工程師以及設計工業(yè)自動化和機器人技術的工程師，正通過更高的電機控制電路和更復雜的運動算法提高控制水平和效率，從而邁向更高的設計水平。

精密電流分流器是較具成本效益和可靠的電流監(jiān)測方法。有兩種不太常用的測量電流的方法。人們使用霍爾效應傳感器來測量電流產(chǎn)生的通量場。雖然這樣做的優(yōu)點是插入損耗低，但價格昂貴并且需要大量的PCB空間。使用變壓器測量感應交流電流的另一種方法在尺寸和成本上也很昂貴，并且僅對交流電路有用。

特征

Isabellenhütte（發(fā)音為Iz-a-bell-en-HOOT-eh）的新產(chǎn)品是BVN 1216表面貼裝電流分流器。該電阻器系列提供1.0（mΩ）或0.5-mΩ毫歐值（合金電阻），并采用小型（4.1 x 3.1 x 1.9毫米）封裝。四端子設備可連續(xù)處理100安培的電流（0.5mΩ版本），并提供1％或5％的容差。在這種類型的設備中非常重要的是TCR，對于BVN而言，它的溫度低于每百萬攝氏度百萬分之50。在130°C以下時，0.5mΩ版本的額定功率為5瓦–在170°C時降額使用。1mΩ版本的額定功率為3瓦。這些電阻還具有非常低的電感-小于2納亨（nH）-并且它們均通過AEC-Q200認證，并進行了溫度循環(huán)，沖擊，振動和耐濕性的可靠性測試。

很低的歐姆值顯然對于降低功率損耗非常有用。一個良好的感測放大器將是必要的，以便在伴隨的低壓下工作。BVN感測電阻器通常用于5-80安培范圍內(nèi)的電流，并且有許多可用的電流感測放大器使設計完整的測量電路變得容易。

這些IC具有高度匹配的內(nèi)部電阻，這對于較大程度地減小增益和共模電壓誤差很重要。電流檢測放大器通常預先配置為具有電壓增益-將這些電阻保持在內(nèi)部。例如，德州儀器（TI）的INA199可獲得50、100或200的增益。該IC可以在0.3至26伏的共模電壓下感測分流器兩端的壓降，而與電源電壓無關。

設計人員可以選擇在電源輸出低端感應電流。但是，在負載到地面的路徑中放置一個電阻器意味著地面以比系統(tǒng)接地稍高的電位浮動。這種布置可能導致接地回路出現(xiàn)問題。如果電流檢測放大器在高端使用，則需要具有較高的CMRR。

由于INA199具有低失調(diào)電壓和Zerø-Drift架構，因此它可通過分流器的滿量程壓降實現(xiàn)低至10毫伏（mV）的電流檢測。此外，部件的共模抑制比*低為100分貝（dB），典型值為120 dB，因此可以承受高端監(jiān)測的誤差。失調(diào)電壓通常為5微伏（µV）。在40°C至125°C的溫度范圍內(nèi)，增益誤差典型值為0.03％，*大值為1％。這些IC使用單個+2.7至+ 26V電源供電，*大消耗100微安（µA）的電流。采用SC70和薄型UQFN-10封裝。

一種電流感應示例應用是汽車動力轉(zhuǎn)向電機控制。方向盤通過CAN或LIN總線連接到微控制器和雙向無刷直流電動機驅(qū)動器。測量方向盤的位置和扭矩。然后，微控制器根據(jù)需要驅(qū)動轉(zhuǎn)向電動機，并使用由分流電阻器測量的流向電動機的平均電流來確定扭矩，并使用位置傳感器來確定轉(zhuǎn)向角。

通常，BLDC電機的三相均通過單獨的并聯(lián)電阻器進行監(jiān)控。流向該電動機的峰值電流可以為50安培，為此分流器既需要出色的穩(wěn)定性又需要低電感。

與汽車一樣，精密分流電阻器（高精度貼片電阻）也用于電機控制器，燃油噴射，點火，照明，水泵，變速器和鎖止系統(tǒng)。