電流檢測(cè)在車(chē)載系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　車(chē)載電流檢測(cè)分為兩大類(lèi)型：一類(lèi)是直接連接到電池，另一類(lèi)是通過(guò)限制瞬態(tài)偏移的保護(hù)電路連接。上述情況會(huì)影響電流分路監(jiān)控器上共模電壓額定值的要求。車(chē)載的 12V 電子系統(tǒng)最高電壓為 14.4V，但電池總線器件上的瞬態(tài)電壓最高可達(dá) 75V，甚至?xí)l(fā)生電池?fù)Q極。 我們還要考慮到另一種共模情況：電源線路的分路開(kāi)啟，且接地短路的情況。這時(shí)共模電壓為零。電流流動(dòng)時(shí)必須進(jìn)行檢測(cè)，也就是說(shuō)，放大器在零共模電壓時(shí)也要能正常工作。最后，我們不妨考慮一下如圖 4 所示的脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 螺線管驅(qū)動(dòng)器的情況。在本例中，螺線管頂部開(kāi)啟時(shí)達(dá)到電池電壓。開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，電壓將回到二極管電壓降大小的負(fù)電平上。這就要求電流分路監(jiān)控器在低至 –2V 的共模電壓下仍能工作。

圖 4 PWM 應(yīng)用中應(yīng)進(jìn)行電流檢測(cè)，即便在共模電壓降至二極管電壓降大小的負(fù)電壓的回掃期間也要進(jìn)行檢測(cè)。電流比較

　　在許多應(yīng)用中，電流應(yīng)與某個(gè)設(shè)定值相比較。通常說(shuō)來(lái)，進(jìn)行電流比較還需要電流分路監(jiān)控器、比較器和參考電壓。此外，理想的比較器輸出應(yīng)與大多數(shù)常見(jiàn)的邏輯電路很好地兼容。圖 5 給出了電流比較的例子。在本例中，將電流與采用 TI INA200 系列電流分路監(jiān)控器和比較器的簡(jiǎn)單單電壓結(jié)點(diǎn)進(jìn)行了比較。R1 和 R2 形成分壓器，以根據(jù) INA200 系列比較器的內(nèi)置 0.6V 電壓結(jié)點(diǎn)來(lái)設(shè)置電壓結(jié)點(diǎn)。(INA200 系列的增益很有特點(diǎn)：INA200 的增益為 20，INA201 的增益為 50，INA202的增益為 100。)

圖 5 簡(jiǎn)單的單電壓結(jié)點(diǎn)電流比較某些系統(tǒng)需要不止一個(gè)電流限制電平。舉例來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)以較低的電流限制作為故障即將發(fā)生的指示器，而以較高限制作為關(guān)閉系統(tǒng)的標(biāo)志。INA206-INA208 系列電流分路監(jiān)控器采用兩個(gè)比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。某些系統(tǒng)會(huì)對(duì)較低限制采用延遲輸出，以避免超出最低限制后引起不必要地觸發(fā)瞬態(tài)偏移。圖 6 中的電路將 INA206 電流分路監(jiān)控器部分的輸出反饋給兩個(gè)比較器，這會(huì)生成一個(gè)有效的低輸出警報(bào)，并為關(guān)閉 MOSFET 緩沖路徑提供適當(dāng)極性。圖 6 顯示了電流與兩個(gè)電壓結(jié)點(diǎn)比較的電路。較低的電壓結(jié)點(diǎn)激活警報(bào)輸出，我們可為其配置一個(gè)適當(dāng)?shù)难舆t電路，以避免錯(cuò)誤的瞬態(tài)觸發(fā)。較低的電壓結(jié)點(diǎn)在比較器輸入端內(nèi)置閾值為 0.6V。Q1 為較高電壓結(jié)點(diǎn)輸出提供緩沖，通過(guò)電源開(kāi)關(guān) MOSFET 關(guān)閉電源，如果電流超過(guò)上限則啟用 Q2。較高電壓結(jié)點(diǎn)采用 INA206 的 1.2V 參考電壓，INA206 具有避免在沒(méi)有鎖存功能的電壓結(jié)點(diǎn)發(fā)生振蕩的鎖存功能。

圖 6 在該雙電平電流比較電路中，低電平延遲輸出可對(duì)即將發(fā)生的過(guò)載發(fā)出警報(bào)，支持鎖存功能的上限可將負(fù)載電源關(guān)閉。