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电流检测放大器和乘法器的组合(MAX4211F)检测通过负载的电流和电压的办法

来源:analog 发布时间:2023-09-12

摘要: 电流检测放大器和乘法器的组合(MAX4211F)检测通过负载的电流和电压,并在其中一个输出端(POUT)提供与这些变量的连续乘积成正比的电压,即与负载的瞬时功率成正比。外部运算放大器产生相应的PWM(脉宽调制)输出信号,该信号与负载串联控制p沟道MOSFET。

执行器和传感器系统有时包括一个电阻负载,无论负载的电阻值如何,都需要一个可控的恒功率驱动。如果该值随操作条件而变化,可能也随其最近的操作历史而变化,则对施加的电压或电流进行简单的控制和调节不足以确保提供恒定的功率。图1中的电路利用负载的电阻特性提供恒定的功率,并提供可变占空比的斩波直流驱动,实现简单、低成本和高效率。


图1所示 该电路在文中所述的限制范围内向负载提供恒定的功率。

电流检测放大器和乘法器的组合(MAX4211F)检测通过负载的电流和电压,并在其中一个输出端(POUT)提供与这些变量的连续乘积成正比的电压,即与负载的瞬时功率成正比。

双运放(MAX4163)的一半产生恒定频率(约300Hz)的伪锯齿信号,该信号连接到MAX4211F中辅助比较器的非反相输入。另一个运算放大器(下半部分)作为误差放大器,对功率信号进行平均,然后将其与控制参考进行比较,同时放大差异。误差放大器输出连接到辅助比较器的反相输入,辅助比较器反过来产生PWM(脉宽调制)输出信号。该PWM信号与负载串联驱动p沟道MOSFET。

电路应用被简化,因为负载有一侧对地,因为控制输入是一个低电平直流信号(或微控制器生成的PWM控制信号)。控制电路需要约1mA,由+5V电源提供。

电路的功率限制由电源工作电压范围、允许在其下工作的最大峰值负载电流和负载电阻值确定。电源电压范围为8V至24V,由MOSFET特性和MAX4211F输入(IN)的动态电压范围设定。(该范围涵盖了工业和仪表系统的大部分直流电源。)负载峰值电流为4A,由MAX4211F电流检测输入端的电压动态范围和电流检测电阻(在本例中为25毫欧)的选择值共同作用而固定。

给定所需的功率水平,电压和峰值电流限制为每种情况下的负载电阻设定边界。最小允许负载电阻由期望的最大功率电压与峰值电流极限(4A)之比给出。电路可以调节的最大负载功率大约是期望的最小功率电压除以期望的最大负载电阻的平方。

在任何条件下,电路的最大功率损耗为感测电阻的0.4W加上功率MOSFET的0.8W,总计为1.2W。当控制电压输入(V(CONT))为0.5V时,如图所示电路向6欧姆负载提供10W的稳压,当电源电压从8V扫频到24V时,电路稳定在±1%以内。它可以为相同负载(V(CONT) = 3V)提供60W±0.2%的稳压,但只能通过19V至24V的电源电压范围。从22V到24V,当V(CONT) = 4V时,输出功率高达80W±0.2%。

当电源电压为16V和V(CONT) = 0.5V时,负载从4欧姆到12欧姆变化,输出功率保持在10W±1%。电源电压或负载变化引起的功率调节值的大部分变化可归因于MAX4211F乘法器的非线性,并且在该IC指定的误差范围内。有关MAX4211F和MAX4163 IC的更多信息,包括详细的数据表,请访问



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