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一种高端大电流检测放大器电路的设计
在电信和其它使用高电压负电源轨的场合，可将一个仪表放大器与独立元件简单结合，实现大电流检测以保护电路。高端大电流检测放大器(CSA)主要用于正电源轨电流监测。
然而，诸如ISDN和电信电源类应用需要采用工作在负电源轨的CSA。设计负电源轨CSA的一种方法是使用一个精密仪表放大器IC和几个分立元件。
以前有一篇文章讨论了一种类似方法，就是采用一个双电源运放检测-5V电源轨的电流。不过在该文中，设计扩展到了使用了一个工作在单电源轨的放大器IC来检测非常高的负轨电压。本文给出的例子虽是针对-120V电源，但本设计可进行修改，实现对其它电压水平负电压轨的监测。
图1为一个典型电话交换机功率分布网络的结构图。一个整流器将主电源的交流电转换成直流电，整流器的直流输出用来给一个48V铅酸电池充电。此电池通过电话线给用户电话供电，因此用户端不必要使用备用电池。
电池极性相连，因此线电压为负(-48V)。线电压为负能降低潮湿电话线的电化学反应腐蚀。电信网络也使用多个直流-直流转换器，从-48V直流输入得到中间电源轨。这些中间电源轨给电话交换机、无线电设备、路由器、ATX计算机及其它电子设备供电。
如果负载电流超过最大额定值，故障状态就会发生，就可能损害电源;因此，需要有输出保护。有一种经过了长时间考验的方法，就是用一个CSA和一个功率晶体管构成电路断路开关。此CSA强化了检测电阻上的小电压降，该检测电阻为外加的，与电池串联。每当电池电流升高到最大额定值时，电路断路开关被触发，最大额定值一般为标称电流的120%～140%。
检测电阻既可置于负载和地之间(低端电流检测)，也可放在负载和48V电池负端(高端电流检测)之间。这两种备选方法需要在不同方面作出权衡。低端电阻给对地路径上增加了不期望的电阻。此外，不是所有故障都能用低端方案检测到。
高端或负电源电流检测必须处理大电源及共模信号，但这种方法可以检测到广泛存在的接地面的不引人注意的短路所引起的任何故障。本文论述的CSA采用高端方法。
图2的电路为一种实现负电源轨电流检测框图。其中采用了一个仪表放大器，如MAX4460或MAX4208，以及一些分立元件。
MAX4460/MAX4208是采用称作间接电流反馈的一种新颖架构设计的仪表放大器。这种拓扑结构可以使输入共模电压范围包含地(即放大器的负轨)，这与传统三运放架构不同。
在间接电流反馈架构中，通过RSENSE的负载电流在仪表放大器的IN+和IN-间产生一差分电压。该差分电压通过跨导放大器gM1转化成内部差分电流。跨导相同的跨导放大器gM2的作用是，通过在一个负反馈环内使用高增益放大器消除掉此内部差分电流。因为跨导匹配，反馈动作重建了引脚FB和GND上的IN+和IN-间的输入差分电压。
MAX4460的输出给MOSFETM1提供合适的栅极驱动。电阻R3上的电压降等于RSENSE上的电压VSENSE。因此，R3设置了一个与负载电流成比例的电流：
MOSFET的额定漏-源极击穿电压必须大于两电源轨间的总电压降(本例中为+125V)。选择R2，使输出电压位于后续电路需要的电压范围之内，后续电路通常为一模数转换器(ADC)。R2和R3设置CSA增益，后面将对此予以说明。如果此ADC输入阻抗不高，可以在VOUT端附加一运放缓冲。
在电信和其它使用高电压负电源轨的场合，可将一个仪表放大器与独立元件简单结合，实现大电流检测以保护电路。高端大电流检测放大器(CSA)主要用于正电源轨电流监测。然而，诸如ISDN和电信电源类应用需要采用工作在负电源轨的CSA。设计负电源轨CSA的一种方法是使用一个精密仪表放大器IC和几个分立元件。
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择很重要,它决定了电压／电流的转换比例P。对于较小的电流,Rsence的选择须使得Ｐ较大,才能使得转换得到的输出电压不至于太小而影响测量的准确度。而图２所示的MAX472的应用电路,正是可以通过调整其中的RG1、RG2和Rout来调整P,从而获得较理想的P。理想P的获得是一个试凑计算的过程。为获得较宽的测量范围,在实际电路中,通过量程切换,改变输入电阻。结语在线电流检测器中,采用电流/电压转换芯片MAX472和AT89C2051单片机,可提高测量精度,并且实现智能化检测。MAX472的应用电路中,调整合适的P,可获得较高的测量精度。■&&&&&&&&U&&&&&&&&nR&&&&&&&&eg&&&&&&&&is&&&&&&&&te&&&&&&&&re&&&&&&&&d&&&&&&&&分享给好友:
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作者：佚名日 11:29
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Abstract: An avalanche diode and current source provide a floating power supply to allow high-side current sense amplifiers to work at up to 300V. The MAX471 and MAX472 are complete bi-directional high-side current sense amplifiers for portable PCs, telephones, and other systems where battery/DC line monitoring is important, and where ground continuity between system and supply is crucial.However, the part's 36V maximum operating voltage is a limiting factor when higher voltage systems are to be monitored, such as traction motor batteries and telecom central exchange power supplies, both of which require operation above 72V. New high-side current sense amplifiers such as the MAX4080, can operate up to 76V.The circuit of Figure 1 shows a simple way to add high voltage capability to the basic MAX471/2. Low supply current of the current monitor (100&A) allows a very simple floating power supply formed by avalanche diode D1, C1, C2, and the NPN current source Q1 and Q2. The voltage compliance of the current source provides the high voltage capability. With the part shown, Motorola MPSA42 (Q1), 300V is the maximum recommended, giving an absolute maximum input voltage rating for the whole circuit of 305.1V. Use of a 33V avalanche diode for D1 pushes this to 333V.Figure 1. High voltage MAX471/2.The OUT pin of the MAX471/2 is a current source of 500&A/A, whose output impedance is typically 3MΩ. A PNP common base stage, Q3, provides the high voltage compliance while retaining the ground reference capability of the output. An MPSA92 is complimentary to the MPSA42 and provides a matching 300V operation. Collector resistor R3 may be chosen to provide a particular full scale output voltage. With the prototype values chosen, the output voltage at Q3 collector changed by &10mV for an input voltage range of +10V to +300V.A simple two transistor current source, Q1 and Q2, is accurate enough and is sufficient to provide voltage compliance and diode current. Chose the current value to ensure that the avalanche diode is regulating. 1mA was chosen for the prototype. The voltage supply to R1 biases the current source, and provides a suitable ground referenced point with which to switch off the whole circuit.The common base stage Q3 allows the same scaling factors, as calculated for the MAX471/2, to be used at the collector with little additional error loss. Remember that the current gain for a common base stage is α, and is &1. Its value may be obtained from the DC β-spec in the transistor data sheet, namely
= β / (1 + β) For the MPSA92, β(min) = 25, giving a figure for α(min) = 0.96. This can be improved by increasing the current gain of Q3, either with a Darlington or compound transistor connection. The MAX471/2 have a polarity output, which signals the direction of the current through the sense terminals. Adding Q4, another common base PNP stage adds high voltage compliance, and produces a ground referenced logic level output.
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MAX471 相关资料其它信息：完成高侧电流感应；精确的内部检测电阻；2％精度温度；监视器均充电和放电；3A检测能力具有内部检测电阻；100μA最大供电电流，18μA最大关机模式；3～36V电源操作技术应用：　　图1-48是由MAX471等构成的电流/频率转换电路。该电路输入电流范围为lO0mA一lA，输出频率与输入电流成比..相关元件PDF下载：MAX471由MAX471构成±3A电流监测仪的电路如图所示。图中，E为+3～+36V电源或电池组。不用..引脚图：MAX471引脚图
...上位机相连,用于存储数据和虚拟显示。 1．2 采样部分 电压和电流采样采用模/数转换器AD574。AD574为±15V双电源供电,12位输出,最大误差为±4bit,合计电压0.01V。 充电电流通过电流传感器MAX471转换为电压值。电流采样的电压值和电池组的端电压值两者经过模拟开关CD4051,再经过电压跟随器输入到AD574,分别进行转换,其结果由单片机读取,并进行存储和处理。主要的电路连接如图2所示。...
程控三相精密线性功率源的设计
...的是总线与模块的GND1与GND2绝对不能共地（见图6）。 2)过载保护电路一般电源的电流检测都是利用电阻串联的方法来完成的，在检测电流较大时会严重影响电路的正常工作及电源精度。而采用新型器件MAX471进行电流的检测可以解决上述问题。具体电路如图7所示。当RS＋流向RS－的电流为1A时，OUT端输出＋1V的电压，相当于1A/V电流电压转换器。 5 结语 本文介绍的程控三相精密线性功率源的设计方...
可靠安全的智能密码锁
...视技术 为了防止通信线路的人为破坏和电磁执行器因某种原因造成流过电磁线圈的电流过大而烧毁线圈，本文在智能密码锁设计中采用电流监视技术。电流监视器采用MAXIM公司生产的电流／电压转换芯片MAX471。该芯片能将被测电流I转化成对地输出电压U，且有测量范围大、精度高、输出电压U和被测电流I成正比等特点。电流监视器输出电压送A/D转换器，单片机通过读取A/D转换结果，获知线路中电流的...
分析光纤陀螺监测系统设计与应用
...往的顶点DSP相比，该芯片的计算精度高，成本低，功耗小，性能高，同时它的A/D转换更精确快速，并且主频高达150 MHz。 2.2 传感器电路 电源电流检测采用Maxim公司生产的双向、精密电流传感放大器MAX471来实现。MAX471内置35 ｍΩ精密传感电阻，可测量电流的上下限为±3 A,通过外接2 kΩ电阻将被测电流转化为对地的电压。 本系统设计了两路温度测量电路，一路为由AD590温度传感器构成的...
DSP和CAN总线在直流电机测试系统中的应用
...节点硬件结构图 2.1 电机电流和输出脉冲信号的采集调理电路 由于所检测的电机的电流会因型号不同而差别很大,范围在几十毫安到二、三安培。本系统中,采用了美国MAXIM公司的双向精密电流传感放大器MAX471[2]。MAX471内置35mΩ的精密传感电阻,可测量的电流范围是±3A，在工作温度范围内，其精度为2%，其响应时间、速度和漂移等指标均很理想，可以适应3A以内的各种规格直流电机的电流测量...
大小：120.79KB厂家：MAXIM&[Maxim Integrated Products]描述：Precision, High-Side Current-Sense Amplifiers
深圳市鑫欧美电子有限公司3张小姐
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