Automatische Bereichsstrommessung

Ich versuche, eine Strom-Shunt-Erfassungsschaltung zu implementieren. Dies sollte automatisch erfolgen und derzeit möchte ich, dass es uA auf etwa 200 mA misst und bei etwa 200 uA in den mA-Bereich wechselt. Dies dient zum Profilieren von Schlaf- und Aktivprofilen in Mikrocontrollern. Es wird dann schließlich mit einem ADC verbunden.

Die Schaltung besteht aus:

  • 2 x LTC6102 - Dies sind Strommessverstärker und werden mit zwei unterschiedlich großen Shunt-Widerständen gespeist. 10 Ohm für den µA-Bereich, 10 m Ohm für den mA-Bereich.

  • 1 x LT1016 Komparator aktiv niedrig - ich verwende dies hier zum Umschalten auf den mA-Bereich. Mit einer Referenz von 3v3.

  • 1 x PMOS - Verwenden Sie dies, um die Verbindung des 10-Ohm-Widerstands kurzzuschließen, wenn sich der Strom auf mA ändert.

Die ideale Betriebstheorie lautet also:

  • Messen einer geringen Menge von uA. Der Mikrocontroller schaltet sich ein und verbraucht mA. Dies führt dazu, dass der Knoten uA gesättigt wird, den Komparator einschaltet und damit den PMOS einschaltet, der den 10-Ohm-Widerstand kurzschließt, und jetzt verwenden wir die 10 m.

Hier ist die Schaltung in LTSpice

Schaltkreis

Themen

Das Problem, das ich damit habe, ist, dass es einfach nicht funktioniert. Ich weiß nicht, ob dies daran liegt, dass ich eine Art Verzögerung beim Schalten und Erfassen von M2 benötigen würde?

Ich habe auch ein Problem mit dem Gleichtaktspannungseingang. Wenn also 5 V verwendet werden, gibt der LTC6102 bei Sättigung die richtige Verstärkung aus, die durch Av=R3/R2 gegeben ist, was in beiden Verstärkern 1650 ist. Bei Verwendung von 3v3 funktioniert diese Verstärkung jedoch nicht, scheint bei etwa 1/4 der Ausgangsspannung zu liegen?

Bei Bedarf kann ich Strom-/Spannungsprofile bereitstellen

Für den Anfang, PMOS Bulk an die niedrige Seite angeschlossen, ändern Sie es.
Bei Verwendung von 3v3 funktioniert diese Verstärkung jedoch nicht. Meinen Sie damit, dass Sie die Versorgungsspannung des LTC6102 auf 3,3 V einstellen? Schauen Sie ins Datenblatt, die minimale Versorgungsspannung beträgt 4 V ! Meine Vermutung ist, dass bei 3,3 V nicht genügend Headroom vorhanden ist, um das eingebaute NMOS ausreichend zu öffnen, sodass weniger Strom herauskommt, da der Strom gesättigt ist. Zeichnen Sie Vout vs. Iload, um dies zu beweisen.
Sie benötigen eine gewisse Hysterese um den Schaltpunkt herum, sobald Sie es zum Laufen gebracht haben.
FakeMoustache, die Versorgungsspannung ist immer noch 5V, aber die Spannung an den Eingängen ist 3v3, es wird nicht funktionieren
( i.imgsafe.org/ff38557d19.png ) Siehe das Ausgangsdiagramm von Vout und Iload, wenn es angeblich bis zur Sättigung angesteuert wird, beträgt es nur 560 mV und nicht die erwarteten 3,3 V

Antworten (1)

Es gibt ein inhärentes Problem, den uA LTC6102 dazu zu bringen, sein eigenes Eingangssignal kurzzuschließen. Sie sollten versuchen, dies mit dem mA-Gerät zu tun, und es näher an der Quelle platzieren als so, wie Sie es haben.

Sie benötigen einen Komparator mit einem Gleichtaktbereich, der sich bis zur negativen Schiene erstreckt, und Sie müssen eine Referenzspannung von einigen mV für den Komparator einrichten. Sie benötigen wahrscheinlich einige Bypass-Kappen, um die Dinge zu verlangsamen, damit der Komparator den Transistor schalten kann, bevor Ihre MCU aufgrund der Schwankung der Versorgungsspannung ausfällt.

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