汽車電子電流檢測方法及分析
2010/10/14 17:41:02
相關(guān)專題： 汽車電子 時間：2010-10-12 17:36 來源： 電子工程世界 這里主要介紹電流的檢測方法，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中容易被忽略的一些因素。首先考慮兩種不同的方法：基于磁場的檢測方法和基于分流器的檢測方法。
1.基于磁場的檢測方法(以電流互感器和霍爾傳感器為代表)具有良好的隔離和較低的功率損耗等優(yōu)點，在電源驅(qū)動技術(shù)和大電流領(lǐng)域應(yīng)用較多，但它的缺點是體積較大，補(bǔ)償特性、線性以及溫度特性不理想。
2.分流器的方法高精度低阻值電阻器目前具有大功率和小體積的特點，這種方法成本較低，精度較高。在汽車電子中用的較多。
以車窗控制為例，想要實現(xiàn)防夾的功能，通常是同時使用兩種方法進(jìn)行檢測的。
面對的車身電子控制系統(tǒng)的工作電流，一般都在在1-100A之間，當(dāng)然大部分負(fù)載都有Inrush電流，這也是我們需要注意的。今天需要涉及的還是分流器的方法。分流器的方法是在電流路徑中以串聯(lián)的方式插入一個低阻值的檢測電阻會形成一個小的電壓降，該壓降可被放大從而被當(dāng)作一個正比于電流的信號。這是我們檢測的原理。
當(dāng)然有兩種為基本的拓?fù)洌?BR>![]()
低邊電流檢測
將檢測電阻放在負(fù)載和電路地之間，那么該電阻上形成的壓降可以用簡單的運放進(jìn)行放大。
高邊檢測
將檢測電阻放在電源和負(fù)載之間。
如果更要細(xì)分，可將開關(guān)的位置一并考慮進(jìn)去，因為我們面對的是感性負(fù)載。
這兩個圖都是原理級別的，實際上有很多問題，值得我們?nèi)ニ伎肌?BR>1.低端檢測的缺點
先看系統(tǒng)性的問題，檢測電阻引入的可能會造成地線干擾，比如5毫歐電阻，在Inrush電流100A下，會到0.5V.事實上，一般檢測電源的地線與運放的地線不同，有可能產(chǎn)生1V的地線偏移。而大部分AECQ的運放如LM2902和LM2904的輸入電壓大為-0.3V。-1V的電壓會讓運放在幾秒內(nèi)燒毀。
事實上六中配置中的flying是需要慎重用的，如果產(chǎn)生了高壓和低壓的脈沖波形，同樣對運放來說是個災(zāi)難。
主要的是，本來低端檢測就是低成本方案，如果添加TVS，BOM成本會很難看。解決的方法，在運放輸入端上加入電容和肖特基二極管。
2.高端檢測的潛在風(fēng)險
高端檢測的風(fēng)險其實是很大的，首先是精度誤差：
電阻精度的誤差，運放的輸入偏置電壓和輸入偏置電流的誤差。
大的風(fēng)險在于運放的鉗位電壓，普通的MOS工藝高工作電壓為18V，高壓MOS為36V，再高需要采用特殊的工藝了。因此我們將運放的輸入端至于電源上，將要直接面對電源線的干擾。傳統(tǒng)的保護(hù)汽車電源TVS，能夠在40V以下完全開啟，因此我們需要選擇特殊的TVS。而TVS開啟是需要區(qū)間的，電壓的前移意味著靜態(tài)電流的增大。
屬于的電源與運放的電源不是同一個，在潛入路徑電子模塊熔絲取出，而另一路電源沒取出的時候，運放直接燒毀。如果采取二極管并聯(lián)一起供電，則需要對運放的電源端采取TVS保護(hù)，問題同上面是一樣的。
因此運放用起來不容易。而且成本也是一個很大的問題，LT有很多檢測電流的運放，成本較高。一個電阻+運放的配置還不如直接加電流傳感器呢。
(文章來源:EEWORLD)
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