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宽动态范围的高端电流 2. 使用AD8210 等高压双向分流监控器来提高集成度,
并利用其它外部器件来扩展动态范围和精度。
检测:三种解决方案 3. 采用针对应用而优化的器件,例如必威体育精装版推出的
AD8217 。AD8217 是一款易于使用且高度集成的零漂
移电流传感器,输入共模电压范围为4.5 V 至80 V。
作者:Neil Zhao 、Wenshuai Liao 和Henri Sino
配置一个标准运算放大器进行高端电流检测
简介
图1 所示为一个采用AD8628 的基于运算放大器的分立解决方
在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 案。采用其它运算放大器时同一设置也有效,但必须尽可能具
用中,电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。从安全至 有下列特性:低输入失调电压、低失调电压漂移、低输入偏置
关重要的汽车和工业应用,到电源和效率至关重要的手持式设 电流和轨到轨输入输出摆幅能力。推荐的其它放大器包括
备,都能发现它的身影。利用精密电流监控,设计人员可以获 AD8538 、AD8571 和AD8551 。
得关键的瞬时信息,例如电机扭矩(根据电机电流)、DC/DC
转换器效率、基站 LDMOS (横向扩散MOS )功率晶体管的
偏置电流,或者短接至地等诊断信息。
为了理解系统设计人员在为电路板选择最精确、最具成本效益
的电流传感器时所面对的重要权衡、选择和挑战,我们将仔细
讨论蜂窝基站功率放大器的 LDMOS 偏置电流监控及其它相
关应用中的电流检测。
电流监控在基站功率放大器中是必不可少的,特别是在调制方
法更为复杂的3G 和LTE 中,其峰均功率比从3G W-CDMA
的3.5 dB (约2.2 比1)到LTE OFDM 的8.5 dB (约7.1 比1)
不等,而大多数常用2G 单载波GSM 的峰均功率比为3 dB (约
2 比1)。控制环路功能之一是监控LDMOS 偏置电流,以便
能够针对给定的功率输出对LDMOS 的偏置进行正确调制。通
常情况下,此直流偏置电流具有宽动态范围,具体视工作条件、 图1. 使用运算放大器的分立式大电流检测解决方案。
最大值或非峰值操作而定。对设计人员而言,这意味着需要一
1 此电路监控高端电流 I 。放大器通过齐纳二极管打开偏置,本
个精密电流传感器来监控50 mA (或者低至15 mA)至20 A
例中其额定值为 5.1 V。二极管的使用确保放大器能够在高共
范围内的电流,而LDMOS 的漏极则偏置到28 V 至60 V 范围
模电平下安全地工作,并且其电源电压稳定在容许的电源限值
内的一个高压。如果利用分流电阻来监控此电流,则设计人员
以内,同时MOSFET 将其输出转换为电流,进而由电阻RL 转
只能使用非常小的分流电阻,否则当LDMOS 电流为20 A 时,
换为以地为参考的电压。这样,输出电压就能馈送至转换器、
其功耗将非常大。例如,在最大电流时,即使 10mΩ分流电阻
模拟处理器和其它以地为参考的器件(如运算放大器或比较
也会消耗4 W 功率。
器),以便做进一步的信号调理。
虽然存在能够承受这一功率的分流电阻,但电路板可能要
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