Design des Low-Side-Stromsensors

Die Verwendung einer High-Side-Strom-Shunt-Lösung würde die Notwendigkeit einer -Vs-Versorgung beseitigen. Außerdem ist es einfacher, den Ausgang in einer separaten Spannungsverstärkungsstufe auf Vollaussteuerung abzustimmen, indem sein Eingang von der Strom-Shunt-Stufe genommen wird.

Verwenden Sie beispielsweise den Strom-Shunt-Monitor INA193 von Texas Instruments :

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Das Schöne am INA193 ist, dass er mit seinem Gleichtaktbereich von -18 bis +80 Volt auch als Low-Side-Strom-Shunt-Monitor verwendet werden kann , indem die Sense-Pins umgeschaltet und die Shunt-Position geändert werden, und nicht den Rest der Schaltung berühren. Es ermöglicht seinem Ausgang, nicht nur die Erdungsschiene zu erreichen, sondern 0,3 Volt darunter, ohne einen -Vs-Pulldown.

INA193 hat eine feste Verstärkung von 20 V/V. Somit liefert ein 0,01-Ohm-Shunt-Widerstand einen Ausgangsbereich von 0 bis 2,0 Volt.

Die Rtrimim Schema gezeigte Voreinstellung kann angepasst werden, um eine Ausgabe von genau 3,3 Volt bei Vollausschlag (10 Ampere) zu liefern.

Das Trimmen der Verstärkung könnte ohnehin eine gute Idee sein, da eine kleine Ungenauigkeit des Shunt-Widerstands zu einer erheblichen Variation der Vollaussteuerungsausgabe des InAmp führen würde.

Hinweis: Ein 3,3-Volt-Ausgang mit einer Betriebsspannung unter 3,3 Volt ist mit diesem Design nicht möglich: Der maximale Ausgang wird durch die zugeführte Vcc begrenzt.

Wenn ein 3,3-Volt-Ausgang bei einem 2,7-Volt-Eingang wirklich erforderlich ist, wäre eine zusätzliche Ladungspumpe oder Boost-Lösung erforderlich, um die Versorgungsspannung des TLV2372 auf mindestens 3,3 Volt anzuheben.

Guck dir das an: -

Das einzige, worüber Sie sich vielleicht Sorgen machen, ist die minimale Ausgangsgrenze von 60 mV, die in der obigen Schaltung einem gemessenen Strom von 30 mA entspricht. Das Gerät arbeitet bis zu 2,3 ​​V an der Versorgung.

Wenn Sie eine Vollaussteuerung von 10 A wünschen, würden Sie den Messwiderstand auf 0,01 Ohm einstellen und Sie hätten ein Offset-Äquivalent von 300 mA, dh alles, was kleiner als 300 mA ist, wird verborgen.

Ihre Einschränkungen, keine negative Versorgung und die Fähigkeit, eine sinnvolle Spannung bei 0 A auszugeben, sind problematisch, wenn Sie 0 A als 0,0 A bezeichnen. So wie es aussieht, erfüllt die obige Schaltung mit einem Totpunkt von 300 mA mathematisch Ihre Anforderungen.

Sollten Sie tatsächlich 0 mA meinen, könnten Sie in Betracht ziehen, eine -0,5-V-Schiene zu erzeugen, um die -Vs-Verbindung des Operationsverstärkers mit Strom zu versorgen.

Weitere nützliche Informationen zur High-Side- und Low-Side-Überwachung finden Sie hier