Измерение двуполярного тока при однополярном питании тока шунта

7 августа 2014

Texas Instrumentsстатьяинтегральные микросхемысредства разработки и материалыDC-DC

TL7660

При работе с батарейным питанием для обработки биполярного сигнала часто приходиться решать проблему обеспечения отрицательного смещения усилителей и АЦП. Помимо стандартных индуктивных DC/DC преобразователей в таких случаях возможно применения схемы реализующей DC/DC преобразование на переключаемых конденсаторах, например TL7660 от Texas Instruments. TL7660 представляет собой КМОП преобразователь и позволяет реализовать отрицательное напряжение с помощью двух внешних конденсаторов. Такое решение позволяет обойти вопросы, которые часто возникают при использовании преобразователей с индуктивностью: стоимость, размеры платы, EMI совместимость.

Ниже в качестве примера представлено решение с использованием усилителя INA826 для измерения тока шунта, протекающего в двух направлениях. Измеряемый ток протекает между входом Input и «землёй» через шунт R2. Для обеспечения измерения в обоих направлениях на INA826 подаётся двухполярное питание, отрицательная составляющая которой получена на TL7660. В приведённом примере коэффициент усиления входного сигнала усилителя 100 обеспечивает выходной сигнал в диапазоне 350 мВ…3.5 В при изменении тока от 1 А до 10 А. В случае необходимости эти параметры можно подправить, изменив либо номинал шунта, либо коэффициент усиления. Коэффициент усиления задаётся номиналом резистора R3 и равен:

G= 1+49.4kOm/R3

Измерение тока шунта подключённого к земле при однополярном питании

Измерение тока шунта подключённого к земле при однополярном питании

При стандартном включение, как в приведённом примере, TL7660 позволяет получить фиксированное отрицательное выходное напряжение равное входному, что не всегда удобно.

Схема формирования управляемого отрицательного напряжения на микросхеме с переключаемыми конденсаторами.

Схема формирования управляемого отрицательного напряжения на микросхеме с переключаемыми конденсаторами.

Небольшое изменение стандартной схемы включения позволяет получить схему с возможностью регулировки выходного напряжения в диапазоне -1.5…-10 В. Регулировка осуществляется за счёт изменения номиналов резисторов в обратной цепи добавленного LDO. Предложенная схема, кроме преобразования напряжения, обладает дополнительным функционалом: добавлена возможность перехода в режим сна и возможность супервизора. При уменьшении выходного напряжения более 6% от номинала на выводе ERROR появится сигнал низкого уровня. Значение выходного напряжения в представленной схеме определяется соотношением резисторов R1 и R2 и равняется:

Uвых=-1.23·(1+R1/R2)

На вход данной схемы (Uвх) можно подать напряжение до 10 В, что определяется максимально допустимыми параметрами микросхемы.

В зависимости от выходного тока и входного напряжения в качестве преобразователя можно использовать любой другой преобразователь Texas Instruments с подобным функционалом. Это же касается и используемого LDO. При использовании других элементов следует обратить внимание на ограничения связанные с максимальными рабочими напряжениями и также следить чтобы разница Uвх и Uвых не превышала максимально возможного входного напряжения LDO.

Сравнительная характеристика преобразователей на переключаемых конденсаторах:

Наименование Uвх, В Iвых (макс) A Частота (макс) кГц Iq (тип) мА КПД (тип)(%) Рабочая температура, °С
TPS60400 1.6…5.5 0.06 450 0.125 99 -40…85
TPS60401 1.6…5.5 0.06 25 0.07 99 -40…85
TPS60403 1.6…5.5 0.06 400 0.4 99 -40…85
MAX660 1.5…5.5 0.1 80 1 88 -40…85
LM2664 1.8…5.8 0.04 160 0.22 91 -40…85
LM2663 1.5…5.5 0.2 150 1.3 86 -40…85
LM2662 1.5…5.5 0.2 150 1.3 86 -40…85
LM2660 1.5…5.5 0.1 150 1 88 -40…85
TL7660 1.5…10 0.04 10 0.045 80 -40…125
•••

Наши информационные каналы

О компании Texas Instruments

В середине 2001 г. компании Texas Instruments и КОМПЭЛ заключили официальное дистрибьюторское соглашение, которое явилось результатом длительной и успешной работы КОМПЭЛ в качестве официального дистрибьютора фирмы Burr-Brown. (Как известно, Burr-Brown вошла в состав TI так же, как и компании Unitrode, Power Trend и Klixon). С этого времени компания КОМПЭЛ получила доступ к поставке всей номенклатуры производимых компанией TI компонен ...читать далее

Товары
Наименование
TL7660CDR (TI)
TL7660CDGKT (TI)
TPS60400DBVT (TI)
TPS60400DBVR (TI)
MAX660M/NOPB (TI)
MAX660MX/NOPB (TI)
LM2665M6/NOPB (TI)
LM2664M6/NOPB (TI)
LP2951-33DR (TI)
LP2951-30DR (TI)
Поиск по параметрам
DC/DC преобразователи от TI