關(guān)斷檢流放大器的兩種方法

本應(yīng)用筆記介紹了兩種關(guān)斷高邊電流檢測器的方法，兩種方法都可以在下一代便攜式多媒體設(shè)備中用于電源管理。從而使系統(tǒng)在保證用戶功能需求的前提下有效延長電池的使用壽命。

和傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器不同，高邊檢流放大器各個(gè)輸入 管腳以及電源引腳上并不帶有內(nèi)部靜電放電(ESD)保 護(hù)二級(jí)管。因此，它可以處理遠(yuǎn)大于VCC電源的共模 電壓。另外，把檢流放大器的VCC引腳連接到地，可 以把放大器設(shè)置為關(guān)斷模式，此時(shí)，器件的輸入引腳 不消耗任何靜態(tài)電流，只有很小的漏電流。因此，高 邊檢流放大器的VCC腳可作為關(guān)斷引腳使用。

在典型的電池供電設(shè)備上，采用LDO等電源為電路板 上的IC，包括高邊檢流放大器MAX4173F供電。為了 延長電池壽命，系統(tǒng)經(jīng)常需要關(guān)斷LDO以及檢流放大 器(圖1)。

圖1. 檢流放大器(本例中采用MAX4173F)的VCC引腳連接0V電壓，有效地關(guān)斷器件。

通常情況下，MAX4173F的輸入被連接到電源線上的 檢流電阻兩端。為了仿真關(guān)斷信號(hào)的影響，我們將 10V的共模輸入電壓、20mVP-P的交流信號(hào)以及20mV 的直流偏置作用到器件上。在VCC引腳上連接0V至 5V的方波模擬VCC的關(guān)斷。在VCC為5V期間，放大器 處于工作模式。在0V期間，器件進(jìn)入關(guān)斷模式。由 于放大器的增益是50，輸出為：

50 × (20mVP-P + 20mV)

由此，可得到1VP-P的正弦波的輸出，并具有1V的偏 置電壓(圖2)。正如預(yù)想的，當(dāng)連接5V電壓時(shí)，放大 器處于工作狀態(tài)，將按照預(yù)想的結(jié)果輸出。當(dāng)VCC變 為0V，輸出將變?yōu)?V，并且器件將進(jìn)入關(guān)斷模式， 不消耗任何輸入或電源電流。

圖2. 圖中波形采用圖1所示的方法關(guān)斷高邊檢流放大器時(shí)的影響。當(dāng)VCC為0V時(shí)，放大器不消耗任何靜態(tài)電流。

另一個(gè)關(guān)斷檢流放大器的方法是在地回路上連接一個(gè) nMOS管(圖3)，通過邏輯電平控制晶體管的導(dǎo)通和關(guān) 斷。當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)，放大器工作正常。與輸入相比， 晶體管漏源間的壓降所引入的失調(diào)和增益誤差是可忽 略的。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，由于接地端懸空，放大器 關(guān)斷。

圖3. 斷開MAX4173F的GND端同時(shí)也可以關(guān)斷該器件。

圖4中的輸出波形給出了預(yù)期的工作狀態(tài)：在5V供電 期間放大輸入信號(hào)，而在0V期間則輸出接近VCC。關(guān) 斷期間，由于測量示波器存在1M?輸入阻抗，可測 得VCC引腳的漏電流僅為4μA。當(dāng)連接示波器探頭時(shí)， VCC上只有nMOS管的漏電流。RS+和RS-上的輸入電 流僅為0.3μA。

圖4. 接地端斷開后，圖3所示的高邊電流檢測放大器關(guān)斷，不消耗任何靜態(tài)電流。

因此，將VCC引腳接地或通過nMOS管斷開與地的連 接可以很容易將MAX4173F設(shè)置為關(guān)斷狀態(tài)。第一種 方法取決于應(yīng)用中所采用的LDO是否能被關(guān)斷。而第 二種方法則需要另外增加一個(gè)外部FET。兩種方法對(duì) 于下一代便攜多媒體設(shè)備的電源管理都非常有用。這 些電路延長了電池壽命，同時(shí)也豐富了用戶經(jīng)驗(yàn)。采 用其他高邊檢流放大器同樣可得出類似結(jié)果。

審核編輯：郭婷