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负载功率监控提升高端电流测量性能

作者:时间:2009-03-03来源:网络收藏

同时集成有检测放大器和模拟电压乘法器的芯片可以轻松负载功耗。乘法器输入的一端连接到负载电压,另外一端连接到负载电流的内部模拟端,由内部电流检测放大器产生与负载电流成比例的电压。所以乘法器的输出电压与(VLIL)成正比。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/195943.htm

  对于需要数字转换电流量的检测应用,内部乘法器还有助于提高精度,无论ADC采用的是内部基准还是外部基准,负载电流量化精度在很大程度上都取决于基准的精度和稳定度。

  为了将电压基准精度的影响降至最小,将乘法器的外部输入通过一个电阻分压网络连接到基准(图1)。使电流结果为一个比值:任何基准电压的误差和漂移都将按一定比例影响到ADC的输入,与基准电压引起的整体误差相抵消。所示电路可以在各种应用中电池的充电和放电电流,用ADC的内部基准驱动R1-R2分压网络,电路也可以提供良好性能。

  IC的乘法输出(POUT)送到输入电压范围为0V到VREF的16位ADC,这里的VREF由外部稳压器提供,电压在1.2V至3.8V之间(本例为3.8V)。乘法器输入必须限制在0V到1V,将3.8V基准电压通过R1/R2电阻网络分压实现。假设R2 = 1kΩ,R1 = 2.8kΩ,VIN = 1V。芯片在Vsense和Iout之间有25倍增益,检测电压范围(VSENSE)为0V到150mV,输出(POUT和IOUT)范围:0V到3.75V.

  因此,使用POUT(替代IOUT)有一个优势:送到ADC的信号与负载电流成正比,并根据VREF进行比例调节,下式描述了POUT/VREF和ILOAD、RSENSE以及R1和R2的关系:

  POUT/VREF = ILOAD×RSENSE×25×VREF×R2/(R1+R2)/VREF=

  ILOAD×RSENSE×25×R2/(R1+R2).

  由此可以看出:ADC输入和ADC满量程输入的比(POUT/VREF)与VREF的精度无关。

  电流测量的整体精度取决于很多因素: 电阻精度、放大器的增益误差、电压失调和偏置电流,基准电压的精度、ADC误差以及上述因素的温漂。本文提到的电路仅仅消除了其中一个因素(基准电压精度)的影响。VREF至少受三个误差源的影响:

  * 初始直流误差(以标称值的百分比表示);

  * VREF随负载的变化;

  * VREF随温度的变化。

图2曲线是VCC = 5V,VSENSE固定为100mV时,乘法器输入(IN)随温度的变化关系,由此可以看出温度对基准电压的影响。图3给出了POUT/VIN随温度的变化关系与其理想线性特性、IOUT/VIN随温度的变化关系与其理想线性特性的差别。


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