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日志

低侧电流感应用于高性能、成本敏感型应用

TI德州仪器  发布于:2018-01-24


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    作者:Tim Claycombbdd【中国自动化网社区】793e1f【http://sns.ca800.com】896

    需要控制电机的应用通常包含某种类型的电流感应电路。感应通过电机电流的能力可以帮助设计师根据电机电流状态做出如速度之类的调整。bdd【中国自动化网社区】793e1f【http://sns.ca800.com】896

    例如,在无人机的应用中,每个控制螺旋桨的电机通常使用低侧电流感应电路,操控无人机在空中行进、停留或上升。在钻机和往复锯等电动工具中,低侧电流感应根据用户按动扳机的力度来控制工具的速度。这些产品通常需要成本敏感型设计,因为这些产品面对消费者市场。在这篇博文中,我介绍如何为成本敏感型应用设计低侧电流感应电路。11a0【中国自动化网社区】4fba6f【http://sns.ca800.com】0c

    在设计低侧电流感应电路时,高性价比的方法之一是使用非反相配置运算放大器op amp)。1是使用运算放大器的典型低侧电流感应电路原理图。11a0【中国自动化网社区】4fba6f【http://sns.ca800.com】0c

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公式1用于计算1中的电流传递函数:bd【中国自动化网社区】6ddf96【http://sns.ca800.com】f098a

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1中所示的低侧电流感应电路设计过程分为三个简单的步骤:bd【中国自动化网社区】6ddf96【http://sns.ca800.com】f098a

1. 计算最大分流电阻。当来自负载(ILOAD)的电流流过分流电阻器(RSHUNT)时,分流电阻器上会形成一个电压电位VSHUNT)。VSHUNT被视为系统负载的接地端。因此,建议将VSHUN的最大负载电流保持在100mV以下,以避免在与其它具有真正0V接地的系统连接时出现问题。公式2用于计算RSHUNT值:3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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2. 计算放大器的增益。运算放大器放大VSHUNT产生VOUT_MINVOUT_MAX的输出电压摆幅,其中VOUT_MIN VOUT_MAX分别是放大器的最小和最大输出摆幅极限。公式3用于计算放大器产生所需的输出摆幅的增益:3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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公式4用于计算放大器反馈网络中的电阻RFRG的大小,以此来设置公式3中计算出的增益:3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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3. 选择运算放大器。在低侧电流感应应用中,如果电流是双向的,共模电压可以处于或低于地电位;因此,放大器的输入共模电压范围必须处于或低于地电位。TLV9062是一款高性能通用放大器,专为成本敏感型的应用而设计,其输入共模电压范围地电 3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

    TLV906x系列高性能通用放大器可用于成本敏感型的低侧电流感应系统,因为其增益带宽10MHz压摆率(6.5V/µs、偏移电压0.3mV)以及输入共模电压范围为负电源压以下100mV。表1列出了一些TLV906x系列的技术参数。3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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    图2显示了0A0.5A低侧电流感应电路的最终组件值,其计算请参照上述步骤133e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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    诸如无人机和电动工具等应用需要成本敏感型的低侧电流感应解决方案来控制电机。在这篇文章中,我将电路设计简化为三个简单步骤:确定最大分流电阻,计算产生最大输出摆幅的放大器增益以及选择放大器。在下一篇文章中,我将讨论如何为低侧电流感应电路设计印刷电路板(PCB)。3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

    其它资源3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

· 使用0-1A单电源低侧电流感应解决方案快速开始设计。3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

· 观看视频 “TI高精度实验室 – 运算放大器输入和输出限制3e7a【中国自动化网社区】b4b097【http://sns.ca800.com】20a5c6

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