負載功率監(jiān)控器改善了高端電流測量

MAX4211將高端電流檢測放大器與模擬電壓倍增器相結(jié)合，可以輕松測量負載中的功耗。一個乘法器輸入連接到負載電壓，另一個連接到負載電流的內(nèi)部模擬，即內(nèi)部電流檢測放大器產(chǎn)生的比例電壓。乘法器輸出（VL我L） 是與負載功率成比例的電壓。

將高端電流檢測放大器與模擬倍壓器（MAX4211）相結(jié)合的IC可以輕松測量負載中的功耗。一個乘法器輸入連接到負載電壓，另一個連接到負載電流的內(nèi)部模擬，即內(nèi)部電流檢測放大器產(chǎn)生的比例電壓。乘法器輸出（VL我L） 是與負載功率成比例的電壓。

內(nèi)部乘法器還可以在高端電流測量中實現(xiàn)更高的精度，適用于電流信號由A-D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的應(yīng)用。無論ADC的基準(zhǔn)電壓源是ADC內(nèi)部還是外部，數(shù)字化負載電流測量的精度在很大程度上取決于基準(zhǔn)電壓源的精度和穩(wěn)定性。

為了盡量減少對基準(zhǔn)電壓精度的依賴性，通過電阻分壓器將乘法器的外部輸入連接到基準(zhǔn)電壓（圖 1）。然后進行比率式電流測量：基準(zhǔn)電壓中的任何誤差或漂移都會對ADC的輸入產(chǎn)生成比例的影響，從而實現(xiàn)基準(zhǔn)電壓引起的滿量程誤差的一階消除。所示電路可以在各種應(yīng)用中測量電池充電和放電電流，并且與ADC內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源同樣有效，驅(qū)動R1-R2分壓器。

圖1.本電路使用高邊功率/電流監(jiān)測器（MAX4211）和帶外部基準(zhǔn)電壓的ADC來測量電池充電電流。

IC的乘法器輸出（P外） 為輸入電壓范圍為 0V 至 V 的 16 位 ADC 供電裁判.V裁判，此處由外部穩(wěn)壓器提供，應(yīng)介于 1.2V 和 3.8V 之間（本例中為 3.8V）。乘法器輸入必須限制在0V至1V范圍內(nèi)，這是通過將3.8V基準(zhǔn)電壓與R1/R2電阻分壓器分壓來實現(xiàn)的。假設(shè)R2 = 1kΩ，R1 = 2.8kΩ，則V在= 1V。IC在V之間具有25的增益意義和我外和檢測電壓范圍 （V意義） 0V 至 150mV，產(chǎn)生（在兩個 P外和我外） 0V 至 3.75V 范圍內(nèi)的輸出。

因此，使用P外（而不是我外） 具有優(yōu)勢：饋送到 ADC 的信號與負載中的電流成正比，按 V 縮放裁判.下式將 P外/V裁判與 I 的比率負荷/ 1意義，以及 R1 和 R2 的值：

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

注意ADC輸入與ADC滿量程之比(POUT/VREF) 不依賴于 V 的精度裁判.

電流測量的總體精度取決于許多因素：電阻容差、放大器增益誤差、電壓失調(diào)和偏置電流、基準(zhǔn)電壓精度、ADC誤差以及上述所有因素的溫度漂移。該電路僅通過消除其中一個原因（基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)確）來提高精度。V裁判至少受到三個錯誤源的影響：

Initial dc error as a percentage of the nominal value

VREF changes with load

VREF changes with temperature

乘法器輸入 （IN） 與溫度的關(guān)系圖，帶 V抄送= 5V 和 V意義恒定在100mV，顯示了溫度對基準(zhǔn)電壓的影響（圖2）。查看比率輸出在P處的優(yōu)勢外，比較 P外/V在比率及其線性理想與I外/V在比率及其線性理想值，因為它們隨溫度變化（圖3）。注意比率 P外輸出（頂部）不會偏離理想值。

圖2.V在圖1電路的溫度

圖3.P外/V在和我外/V在圖1電路的溫度與溫度的關(guān)系，帶V意義= 100mV。

審核編輯：郭婷