高端电流检测的原理和电路
- 格式:pdf
- 大小:276.46 KB
- 文档页数:4
大电流注入测试原理
大电流注入测试是一种用于测量电路和电子元件性能的实验方法。
其原理是将高电流通过被测电路或电子元件,通过测量所产生的电压降来分析其性能及可靠性。
首先,选取适当的直流电流源,根据被测电路或元件的额定电流和工作条件,选择合适的测试电流大小。
然后,将电流源与被测电路或元件相连接。
在测试过程中,由于电流的通过会引起电压降,可以通过测量电路的输入和输出电压来得到电流通过时的电压变化情况。
通常情况下,使用示波器和电压电流表来进行测量。
通过测量电压降,可以得到被测电路或元件的阻抗、电导、功率等参数,从而判断其性能是否符合要求。
同时,也可以通过观察电流通过时是否有异常现象,如过热、电压波动等来评估被测电路或元件的可靠性。
需要注意的是,大电流注入测试需要谨慎进行,因为过大的电流可能会导致元件烧毁或损坏。
在进行实验前,应根据被测电路或元件的额定电流和工作条件,选择合适的测试电流大小,并确保测试环境的安全性。
综上所述,大电流注入测试通过将高电流注入被测电路或元件,并测量电压降,来评估其性能和可靠性。
这种测试方法在电子元器件研发和生产过程中具有重要的应用价值。
储能BMS系统-高精度电流测试检测技术原理BMS(Battery Management System,电池管理系统)是电动汽车、储能系统和其他需要高性能电池应用中的关键组件。
它负责监控电池的状态,执行必要的诊断,并控制电池的充放电过程以确保安全性和延长使用寿命。
锂离子电池储能系统的BMS实行两级控制架构:针对电芯的电池管理单元(BMU)和针对电池模块的集中管理单元(CMU)。
BMU负责电池模块内电芯级别的控制,包括电芯电压和温度信号监控、均衡控制、荷电状态(SOC)估算、电池健康状态(SOH)估算和热管理控制。
电芯状态数据通过CAN 总线传输到CMU。
CMU负责模块级别的控制,包括系统继电器的控制、告警信号输出、与外部设备的输入输出。
CMU汇总串联电池组中所有电芯的状态信息,包括电压、电流、温度、SOC、SOH,经触摸屏显示,或通过RS485与PC计算机通讯,用于系统配置和故障诊断。
CMU与BMU 和外部设备之间均通过CAN总线通讯,提高系统的可靠性。
储能电池管理系统结构示意图在储能BMS中,高精度电流检测技术对于实现这些功能至关重要。
以下是几种常见的高精度电流检测技术:准确的电量计算:通过高精度的电流检测,BMS可以精确计算电池的充放电电量,实现电池电量的有效管理,防止过充或过放现象的发生,从而延长电池的使用寿命。
状态监控:高精度的电流检测能够实时监控电池的工作状态,及时发现异常情况如短路、过载等,确保电池的安全运行。
寿命预测:长期的电流数据分析有助于BMS预测电池的使用寿命,为制定合理的维护计划提供依据,从而进一步延长电池的使用寿命。
能量管理:精确的电流检测有助于优化电池的能量管理策略,提高系统的整体能效。
1、分流器电流检测技术原理:通过在电路中串联一个已知电阻(分流器),测量其两端的电压降来计算电流。
优点:成本低、结构简单。
缺点:分流器的电阻值和温度系数对测量精度有较大影响,需要进行温度补偿和校准。
电流检测原理电流检测是指通过一定的方法和手段,对电路中的电流进行检测和测量。
其原理基于欧姆定律和安培定律。
欧姆定律规定,在恒温下,电流通过导体的大小与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
即I=U/R,其中I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
安培定律则规定,在一段导线中,通过该导线的总电流强度等于该导线两端所接入的所有载流子数之和。
即I=∑nq/t,其中I表示总电流强度,n表示载流子数,q表示每个载流子携带的电荷量,t表示时间。
基于以上原理,在进行电流检测时可以采用不同的方法和手段。
以下将介绍几种常见的检测方法:1.磁通量法:利用安培定律中磁通量与电流强度之间的关系来进行检测。
将待检测导线穿过一个磁环或螺线管中心,并施加交变磁场,则在导线内部会产生感应电动势,并产生感应磁场。
根据法拉第-楞次定律可知,感应磁场与感应电动势方向相反。
因此,通过测量磁通量的变化,即可得到导线中的电流强度。
2.霍尔效应法:利用霍尔元件的特性来进行检测。
将霍尔元件置于待检测导线旁边,并施加恒定的磁场,则在元件内部会产生霍尔电压。
根据安培定律可知,霍尔电压与导线中的电流强度成正比。
因此,通过测量霍尔电压的大小,即可得到导线中的电流强度。
3.阻抗法:利用待检测导线内部的阻抗特性来进行检测。
将待检测导线连接至一个交流电源和一个负载上,并通过测量负载两端的电压和当前流过负载的总电流强度来计算出负载中所消耗的功率。
根据欧姆定律可知,待检测导线内部消耗的功率与其内部阻抗成正比。
因此,通过计算出待检测导线内部阻抗,即可得到其内部电流强度。
4.直接法:利用直接连接式感性或非感性互感器来进行检测。
将感性或非感性互感器连接至待检测导线上,并通过测量互感器的输出信号来计算出导线中的电流强度。
其中,感性互感器是利用电流在线圈中产生磁场,进而感应出电势来进行检测;非感性互感器则是利用电流在高导磁率材料中产生磁通量,进而感应出电势来进行检测。
几个巧妙的电流检测电路在电源等设备中通常需要做电流检测或反馈,电流检测通常用串联采样电阻在通过放大器放大电阻上的电压的方法,如果要提高检测精度这地方往往要用到比较昂贵的仪表放大器,以为普通运放失调电压比较大。
下面介绍几种巧妙的廉价的电流检测电路,1.三极管电流检测电路如果简单的用三极管导通与截止来检测电流的话,三极管开启要0.7V左右,电流比较小的时候需要串比较大的采样电阻,同时浪费较大的反馈电压,如上图方法,可以用比较小的电阻,消耗很小的电压就能检测到电流I,通过调整三极管基极电阻可以调整检测的灵敏度。
这个电路可以用在充电器等需要显示有没有充电电流的地方。
2.高灵敏度电流检测电路这个电路用两个二极管做电流采样,灵敏度非常高,电流可以做到动态范围很大,在大功率或高电压应用场合比较合适,缺点是电压需要损坏掉约1.4V。
3.TL431电流反馈电路TL431 价格低廉,在开关电源的反馈环路大量应用,但其FB电压为2.5V,直接用做电流反馈时要很大的采样电阻,浪费电压。
图中用两个TL431实现电流反馈,可以用比较小的采样电阻实现精密的电流反馈,如果还有电压反馈网络,再并上U3的电压反馈电路。
这是一个电源产品的电流检测部分,U2和R2构成一个高端电流检测电路将电流转换为电压输出,U1A和U1B构成电压跟随器,跟随器的输出电压分为两路,一路进入单片机进行AD转换,另一路送到Q2构成过流检测电路。
现在对这个电路有点不明白的地方时,U1A和U1B的用法不太理解,不知道这样用有什么好处,C2和R9在这里有什么用处呢。
另外三极管构成的过流保护电路电流的截止点能够精确么?注:Q2集电极信号是连接到单片机的IO口,检测电平这个电路的0点电流要求准确,也就是说单片机通过AD检测到电流为0的时候,需要关断电源的输出。
跟这个有关系么?用Multisim仿真了一下,C2、R9的作用不大,有C2和R9的电路,信号的幅度更接近0,如图电流检测电路的推算原理那位大侠说一下这个电流检测电路的推算原理?根据“虚短&rdquo,R1上的电流为(Rs/R1)Icharge,而R3上的电流接近于(Rs/R1)Icharge。
一、检测电阻+运放优势:成本低、精度较高、体积小劣势:温漂较大,精密电阻的选择较难,无隔离效果。
分析:这两种拓扑结构,都存在一定的风险性,低端检测电路易对地线造成干扰;高端检测,电阻与运放的选择要求高。
检测电阻,成本低廉的一般精度较低,温漂大,而如果要选用精度高的,温漂小的,则需要用到合金电阻,成本将大大提高。
运放成本低的,钳位电压低,而特殊工艺的,则成本上升很多。
二、电流互感器CT/电压互感器 PT在变压器理论中,一、二次电压比等于匝数比,电流比为匝数比的倒数。
而CT 和PT就是特殊的变压器。
基本构造上,CT的一次侧匝数少,二次侧匝数多,如果二次开路,则二次侧电压很高,会击穿绕阻和回路的绝缘,伤及设备和人身。
PT相反,一次侧匝数多,二次侧匝数少,如果二次短路,则二次侧电流很大,使回路发热,烧毁绕阻及负载回路电气。
CT,电流互感器,英文拼写Current Transformer,是将一次侧的大电流,按比例变为适合通过仪表或继电器使用的,额定电流为5A或1A的变换设备。
它的工作原理和变压器相似。
也称作TA或LH(旧符号)工作特点和要求:1、一次绕组与高压回路串联,只取决于所在高压回路电流,而与二次负荷大小无关。
2、二次回路不允许开路,否则会产生危险的高电压,危及人身及设备安全。
3、CT二次回路必须有一点直接接地,防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压,但仅一点接地。
4、变换的准确性。
PT,电压互感器,英文拼写Phase voltage Transformers,是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。
也称作TV或YH(旧符号)。
工作特点和要求:1、一次绕组与高压电路并联。
2、二次绕组不允许短路(短路电流烧毁PT),装有熔断器。
3、二次绕组有一点直接接地。
4、变换的准确性三、模块型霍尔电流传感器模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。
漏电检测仪的工作原理
漏电检测仪的工作原理基于电流的测量和比较。
其主要原理如下:
1. 检测电路:漏电检测仪会连接到待测电路上,形成一个回路。
一般情况下,漏电检测仪是通过插头与电源插座连接,通过检测仪的输出端与待测电路的负载连接。
2. 漏电电流检测:漏电检测仪会测量电路上的总电流。
当电路正常工作时,漏电检测仪会测量到通过电路的总电流正常且接近于零。
3. 比较和判断:漏电检测仪会将测量到的总电流与设定的阈值进行比较。
如果测量到的总电流超过设定的阈值,说明存在漏电情况。
4. 报警和指示:当漏电检测仪判断存在漏电时,会发出警报或者触发警示灯,以提醒用户注意并及时采取措施。
5. 安全保护:漏电检测仪一般还具有过载保护和短路保护功能,可在电路发生过载或短路时进行断电,以确保电路和用户的安全。
需要注意的是,漏电检测仪应该定期进行校验和维护,以确保其准确性和可靠性。
此外,不同的漏电检测仪可能采用不同的技术和算法,工作原理可能存在细微差异。
以上是一般工作原理的简要描述。
浅谈霍尔电流传感器ACS785/ACS712系列电流检测方式浅谈电流检测方式一、检测电阻+运放优势:成本低、精度较高、体积小劣势:温漂较大,精密电阻的选择较难,无隔离效果。
分析:这两种拓扑结构,都存在一定的风险性,低端检测电路易对地线造成干扰;高端检测,电阻与运放的选择要求高。
检测电阻,成本低廉的一般精度较低,温漂大,而如果要选用精度高的,温漂小的,则需要用到合金电阻,成本将大大提高。
运放成本低的,钳位电压低,而特殊工艺的,则成本上升很多。
二、电流互感器CT/电压互感器PT在变压器理论中,一、二次电压比等于匝数比,电流比为匝数比的倒数。
而CT 和PT 就是特殊的变压器。
基本构造上,CT 的一次侧匝数少,二次侧匝数多,如果二次开路,则二次侧电压很高,会击穿绕阻和回路的绝缘,伤及设备和人身。
PT 相反,一次侧匝数多,二次侧匝数少,如果二次短路,则二次侧电流很大,使回路发热,烧毁绕阻及负载回路电气。
CT,电流互感器,英文拼写Current Transformer,是将一次侧的大电流,按比例变为适合通过仪表或继电器使用的,额定电流为5A 或1A 的变换设备。
它的工作原理和变压器相似。
也称作TA 或LH(旧符号).工作特点和要求:1、一次绕组与高压回路串联,只取决于所在高压回路电流,而与二次负荷大小无关。
2、二次回路不允许开路,否则会产生危险的高电压,危及人身及设备安全。
3、CT 二次回路必须有一点直接接地,防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压,但仅一点接地。
4、变换的准确性。
PT,电压互感器,英文拼写Phase voltage Transformers,是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V 的变换设备。
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。
也称作TV 或YH(旧符号)。
工作特点和要求:1、一次绕组与高压电路并联。
2、二次绕组不允许短路(短路电流烧毁PT),装有熔断器。
高端双向电流并联监测芯片INA270应用顾善忠德州仪器(TI)推出的两款电压输出、高端电流检测监控器——INA270与INA271,其具有-16V至+80V的宽泛共模输入范围。
这两款产品还采用二级架构,能够简化需要额外电流信号滤波的电路设计工作。
上述器件特别适合汽车、电机控制、电源管理以及电池充电等领域的电流测量应用。
INA270与INA271不仅能够解决高共模电压下小分路压降(shunt drop)的测量难题,还能通过介于两级之间的滤波器网络保护缓冲电压输出端。
因此,驱动模数转换器或低阻抗负载时,无需额外使用放大器。
INA270与INA271支持更广泛的共模输入范围,从-16V汽车电池反向电压(reversal),到超过汽车瞬态过冲要求的+80V峰值电压。
要实现上述功能只需通过+2.7V至+18V的单电源电压供电即可。
INA270与INA271还实现了较高的精度(整个温度范围内的最大误差为3%)、较高的带宽(130kHz)、较低的静态电流(最大900uA),而且能在-40℃至+125℃的温度范围内正常工作。
这些器件提供两种增益:INA270的增益为14,INA271的为20。
此外,INA270与INA271的其它应用还包括电信、笔记本电脑、焊接设备以及检试与测量应用。
主要特点•宽共模电压范围(–16V至+80V)• 电源电压:2.7V 至18V• 共模态抑制比(CMRR):120dB • 偏置电压:0.5 mV• 总体输出误差:±3%(最大值) • 双级拓扑结构,可支持带滤波的缓冲输出受益 • 可支持带滤波的缓冲输出 • 免除了额外的运算放大器 • 采用单个电容即可完成滤波 TI 的INA270(增益G = 14 V/V )以及INA271(增益G = 20 V/V )为双级、高侧电流并联监视器,具有宽共模电压范围(–16V 至+80V),从而使其极为适用于汽车应用——需要针对大电压瞬变及电池电位反向进行保护。
电流检测原理电流检测是电力系统运行过程中的重要环节之一,它能够帮助我们实时了解电路中的电流变化情况,从而保证电力系统的安全稳定运行。
电流检测的原理是基于电磁感应和电阻测量的,通过对电流进行准确测量,可以及时发现电路中的异常情况,采取相应的措施进行处理。
一、电磁感应原理电磁感应是指通过磁场的变化引起的感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动或磁场发生变化时,导体内部会产生感应电动势。
在电流检测中,我们利用电流在导线中形成的磁场与传感器中的线圈相互作用,产生感应电动势,从而测量电流的大小。
二、电阻测量原理电流检测中常用的一种方法是通过测量电阻来间接测量电流。
根据欧姆定律,电流和电阻之间存在着线性关系,即I = U/R,其中I为电流,U为电压,R为电阻。
在电流检测中,我们通过在电路中串联一个小电阻,测量通过该电阻的电压,从而计算得到电流的大小。
三、电流检测装置为了实现对电流的准确检测,需要使用专门的电流检测装置。
常用的电流检测装置包括电流互感器和霍尔效应传感器。
1. 电流互感器:电流互感器是利用电流在导线中产生的磁场与互感器中的线圈感应相互作用的原理进行电流测量。
当电流通过互感器中的一侧线圈时,会在另一侧线圈中感应出电流,从而实现电流的测量。
电流互感器具有体积小、重量轻、安装方便等优点,广泛应用于电力系统中。
2. 霍尔效应传感器:霍尔效应传感器是基于霍尔效应原理进行电流测量的装置。
霍尔效应是指当导体中有电流通过时,垂直于电流方向的方向上会产生电压差。
通过在电路中嵌入霍尔元件,可以测量出电流通过时产生的霍尔电压,从而得到电流的大小。
霍尔效应传感器具有响应速度快、精度高等优点,在电力系统故障检测中得到广泛应用。
四、电流检测应用电流检测在电力系统中具有重要的应用价值。
首先,电流检测可以帮助我们实时监测电路中的电流变化情况,及时发现电路中的异常情况,如短路、过载等,以便采取相应的措施进行处理。
其次,电流检测还可以用于电力系统的故障检测和定位,通过对电流的测量,可以准确判断故障点的位置,提高故障排除的效率。
三相无刷电流检测电路的原理主要包括以下几个方面:
1. 磁电阻效应:电流检测电路利用磁电阻效应来检测电机中的电流。
当电流通过电机绕组时,会在绕组周围产生磁场,这个磁场的大小与流过绕组的电流成正比。
通过测量这个磁场的大小,就可以间接地测量出流过电机绕组的电流大小。
2. 霍尔效应:在磁电转换中,霍尔效应是一种常见的检测手段。
当电流通过一个导体时,会在导体周围产生磁场。
霍尔元件可以检测到这个磁场,并将其转换为电信号。
通过测量这个电信号的大小,就可以间接地测量出流过导体的电流大小。
3. 滤波和放大:为了提高检测的精度和减小干扰,检测电路通常会包含滤波和放大电路。
滤波电路用于滤除信号中的噪声和干扰,提高信号的纯净度。
放大电路用于将信号放大,以便于后续的处理和测量。
4. 信号处理:检测到的电流信号需要进行进一步的处理才能被使用。
常见的信号处理方式包括信号转换、数字信号处理等。
这些处理方式可以提高信号的分辨率、减小误差、提高测量精度等。
5. 控制和反馈:检测到的电流信号会反馈到控制系统,控制系统根据电流信号来调节电机的运行状态。
通过调节电机的输入电压或频率,可以控制电机的转速、转矩等参数,从而达到对电机的高精度控制。
总的来说,三相无刷电流检测电路的原理是通过磁电阻效应或霍尔效应检测电机中的电流,经过滤波、放大、信号处理和控制反馈等环节,实现对电机的高精度控制。
典型应用电路图概述OC5209是一款连续电感电流导通模式的降压型LED恒流驱动器,用于驱动一个或多个LED灯串。
OC5209工作电压从5.5v到30v,提供可调的输出电流,最大输出电流可达到1A。
根据不同的输入电压和外部器件,OC5209可以驱动供高达数十瓦的LED。
OC5209内置功率开关,采用高端电流检测电路,以及兼容PWM和模拟调光的调光脚DIM。
当DIM脚电压低于0.3v时输出关断,进入待机状态。
OC5209内置过温保护电路,当芯片达到过温保护点进入过温保护模式,输出电流逐渐下降以提高系统可靠性。
OC5209采用专利的电路架构使得在低压差工作时输出电流无过冲,提高LED工作寿命,OC5209采用专利的恒流电路具有优异的负载调整率和线性调整率。
OC5209采用SOT89-5和SOT23-5封装。
特点◆最大输出电流:1A◆高效率:96%◆优异的负载调整率和线性调整率◆高端电流检测◆最大辉度控制频率:20KHz◆滞环控制,无需环路补偿◆最高工作频率:1MHz◆电流精度:±3%◆宽输入电压:5.5V~30V◆智能过温保护◆低压差无过冲应用领域◆LED备用灯,信号灯◆低压LED射灯代替卤素灯◆汽车照明封装及管脚分配管脚描述内部电路方框图极限参数(注1)注1:极限参数是指超过上表中规定的工作范围可能会导致器件损坏。
而工作在以上极限条件下可能会影响器件的可靠性。
除非特别说明,V IN =12V,T A =25o C典型应用测试特性曲线恒流特性曲线 (3串LED) 负载和母线调整率效率特性曲线 DIM线性调光特性曲线DIM 脚PWM 调光特性曲线 SW 脚与电感电流工作波形D=1% PWM 调光波形 D=50% PWM 调光波形应用指南 工作原理OC5209是一款内置30V 功率开关的高端电流检测降压型高精度高亮度LED 恒流驱动控制器。
系统通过一个外接电阻设定输出电流,最大输出电流可达1A ;电流检测精度高达±3%;外围仅需很少的元件。
MAX471在电流监测中的应⽤器件应⽤MAX471在电流监测中的应⽤上海航天测控通信研究所(上海200086) 林晓莉摘 要 测量电流专⽤的运算放⼤器M AX471与极少的外部元件连接,可构成⼀个⾼精度、线性度好、使⽤⽅便、适⽤范围⼴的电流监测电路。
⽂中介绍了MAX471的原理及其在电流监测中的应⽤。
关键词 差分放⼤ 电流取样电阻 满量程1 概述在电流测量技术中,为了减少测量电路对被测电流的影响,通常采⽤在被测电路中串联⼀只⼩阻值的取样电阻进⾏I-V转换,再经过差分放⼤电路实现⼩电压放⼤的⽅法。
测量精度要求越⾼,线路就越复杂。
MAX471是美国Maxim公司向市场推出的⼀种新型的、⾼精度的电流检测放⼤器。
它可应⽤于笔记本电脑、⼿机、母⼦电话机、便携式测量仪、能源管理系统等中的电流监测单元。
M AX471内部有⼀个35mΨ的电流采样电阻,可以测量±3A 的电流。
MAX471有⼀个电流输出端,只需外接⼀个电阻,将电流转换成对地电压,就可组成⾼精度的电流监测电路。
它的⼯作电压和被测电路电流范围宽,因此得到⼴泛的应⽤。
2 MAX471的特点和结构2.1 主要特点M AX471有下列主要特点:(1)真正的⾼端电流取样;(2)精密的内置取样电阻(35mΨ);(3)电流转换⽐(I OU T/I LOAD)为500µA/A;(4)在规定⼯作温度下测量精度可达2%;(5)可监视电池的充放电;(6)最⼤的测量电流为3A;(7)最⼤耗电电流为113µA;(8)休眠时最⼤耗电电流为18µA;(9)⼯作电压为3~36V;(10)8脚的双列直插或SO封装形式。
2.2 引脚功能及内部结构M AX471的引脚排列及其引脚功能分别见图1和表1所⽰。
图1 MA X471的引脚排列图表1 MAX471引脚功能表脚号符号功能1SHDN休眠端。
接地时处于⼯作状态。
接⾼电平时,休眠状态,耗电电流⼩于18µA。
电流检测的原理电流检测是电工领域中一项重要的技术,用于测量电流的大小和方向。
它在各种电路和设备中广泛应用,有助于确保电路的安全和正常运行。
本文将介绍电流检测的原理及其常用的两种方法。
一、原理解析电流是电荷在单位时间内通过导体的数量,通常以安培(A)为单位。
测量电流的原理是基于安培定律,即电流的大小与其引起的磁场强度成正比。
根据安培定律,当电流通过导体时,会在其周围产生磁场。
这个磁场的大小与电流强度成正比,方向垂直于电流方向和导体的平面。
因此,通过测量磁场的强度或其引起的效应,可以确定电流的大小和方向。
二、常用方法1. 磁场感应法磁场感应法是一种常用的电流检测方法,它利用电流通过导体时所产生的磁场来进行测量。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中有电流通过时,会在其周围产生磁场变化。
通过感应线圈或磁感应传感器可以检测到这个变化,并转换为电压或电流信号进行测量。
2. 阻抗法阻抗法是另一种常用的电流检测方法。
它利用导体中电流所产生的磁场与另一个导体的耦合效应进行测量。
通常,将一个绕制感应线圈的铁芯放置在待测导体的周围。
当电流通过待测导体时,其产生的磁场会影响到感应线圈中的磁通量,并产生感应电动势。
通过测量感应电动势的大小,可以确定电流的大小。
三、应用领域电流检测的原理及方法在各个领域中有着广泛的应用,下面列举几个常见的应用领域。
1. 电力系统在电力系统中,电流检测用于测量输电线路和变电站中的电流,以确保电力输送的安全和稳定。
通过实时监测电流,可以及时发现异常情况并采取相应的措施,保障电力设备的正常运行。
2. 电动机控制电动机控制是电流检测的另一个主要应用领域。
通过检测电动机的电流,可以判断其负载情况和工作状态。
从而实现对电动机的安全保护和控制。
3. 汽车电子在汽车电子领域,电流检测用于测量车载电路中的电流大小,控制车辆电子系统的正常运行。
例如,检测电池充电电流,监控电动汽车的电池状态,以及检测各种车载电子设备的功耗等。
万用表检测电流和电压的原理1. 引言1.1 万用表的作用万用表是一种常用的电子测量工具,可以用来测量电流、电压和电阻等电学参数。
它通常具有多个测量功能,包括直流电流、交流电流、直流电压、交流电压、电阻等。
通过万用表,我们可以方便地进行各种电学参数的测量,快速准确地获取所需数据。
使用万用表可以帮助我们检测电路中的问题,如电流是否正常、电压是否稳定等。
在电路维修和调试中,万用表是一种必不可少的工具。
它可以帮助我们快速定位故障,并进行有效地修复。
除了在电路维修中的应用,万用表还可以用于日常生活中的电学参数测量,如测量家用电器的电压、电流等。
通过万用表,我们可以更方便地了解电器设备的工作状态,确保电器设备的正常使用和安全性。
万用表是一种方便实用的电子测量工具,可以帮助我们更方便快捷地进行电学参数的测量和检测。
它在各个领域都有广泛的应用,是我们日常生活和工作中不可或缺的工具之一。
1.2 电流和电压的检测电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量,通常用安培(A)作为单位。
万用表通过在电路中串接一个电流测量档,可以测量电路中的电流大小。
在测量电流时,需要将万用表的测量引导线与电路中的电流方向正确连接,以确保准确测量电流数值。
通过学习和掌握万用表的原理和正确使用方法,我们可以更方便快捷地进行电流和电压的检测,确保电路正常运行。
万用表是一种方便实用的电子测量工具,学会正确使用它可以提高工作效率,更精准地进行电流和电压的检测。
2. 正文2.1 万用表的原理万用表是一种多功能的电子测量仪器,可以用来测量电流、电压、电阻和其他电学量。
它通常由一个数字显示屏、选择旋钮和测量引线等部件组成。
万用表通过将待测电路与表头相连,通过内部的测量电路来测量待测电路中的电流和电压值。
万用表的原理是基于一系列不同的测量方法来实现的。
当进行电流测量时,万用表会将测量电路与待测电路串联,通过内部的电流测量电路来测量电流的大小。
而在电压测量时,万用表会将测量电路与待测电路并联,通过内部的电压测量电路来测量电压的大小。
高端电流检测的原理和电路
作者:Maxim公司Gert N.Helles 来源:《电子产品世界》
摘要:本文介绍低端、高端检流电路的结构和它们的应用。
关键词:电流检测限流
电流测量技术具有极为广泛的
应用,许多系统中都需要检测流
入、流出电流的大小。
例如,电流
保护/电流监测设备、4-20mA电流
环系统、可编程电流源、线性/开关
模式电源、以及需要掌握流入流出
电流比例的充电器或电池电量计量
器。
由于很多应用是便携式的,因
此电流检测电路还必须具有小体
积、低功耗的特性。
高端/低端检流电路
低端检流电路的检流电阻串联到
地(图1),而高端检流电路的检流
电阻是串联到高电压端(图2)。
两
种方法各有特点:低端检流方式在
地线回路中增加了额外的电阻,高
端检流方式则要处理较大的共模信
号。
图1所示的低端检流运放以地电
平作为参考电平,检流电阻接在正
相端。
运放的输入信号中的共模信
号范围为:(GND-
RSENSE*ILOAD)。
尽管低端检流
电路比较简单,但有几种故障状态
是低端检流电路检测不到的,这会使负载处于危险的情况,利用高端检流电路则可解决这些问题。
高端检流电路直接连到电源端,能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施,特别适合于自动控制应用领域,因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。
传统高端检流电路
传统的高端/低端检流方式有多种实现方案,绝大多数基于分立或半分立元件电路。
高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容,最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(图3):
VO=IRS*RS;R1=R2=R3=R4
该方案已广泛应用于实际系统中,但该电路存在三个主要缺点:
1)输入电阻相对较低,等于R1;
2)输入端的输入电阻一般有较大的误差值;
3)要求电阻的匹配度要高,以保证可接受的CMRR。
任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR降低到46dB;0.1%的变化使CMRR达到66dB,0.01%的变化使CMRR达到86dB。
高端电流检测需要较高的测量技
巧,这促进了高端检流集成电路
的发展。
而低端电流检测技术似
乎并没有相应的进展。
采用集成差分运放实现高端电流
检测
采用差分运放进行高端电流检
测的电路更便于使用,因为近期
推出了许多种集成电路解决方
案。
集成电路内部包括一个精密
运放和匹配度很好的电阻,
CMRR高达105dB左右。
MAX4198/99就是这样的产品,它的CMRR为110dB,增益误差优
于0.01%,而且采用小体积的8引脚mMAX封
装。
专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测
的所有功能单元,可在高达32V的共模电压下检测
高端电流,并提供与之成比例的、以地电平为参考
点的电流输出。
需要对电流做精确测量和控制的应
用,如电源管理和电池充电控制,都适合采用这种
方案。
MAXIM的高端检流运放中所使用的检流电阻放
置在电源的高端和被检测电路的电源输入端之间,
检流电阻放在高端不给地线回路增加额外阻抗,这
项技术提高了整个电路的性能并简化了布版要求。
MAXIM推出了一系列双向或单向电流检测IC,有
些双向电流检测IC内置检流电阻,可检测流入或
流出被检电路的电流大小并通过一个极性指示引脚
显示电流方向。
增益可调的电流检测IC、固定增
益(+20V/V,+50V/V,或+100V/V)电流检测芯
片或包括单双比较器的固定增益电流检测IC,都
采用小体积封装,如SOT23,可满足对尺寸要求苛刻的应用。
图4是用MAX4173构成的高端电流检测电路。
图中输出电压与检流电阻的关系式为:
Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b为镜像电流系数
上式可进一步简化为: Vo=Gain*Rsense*Iload;Gain= b*RGD/RG1
Gain分别为:20(MAX4173T),50(MAX4173F),100(MAX4173H).
通过以上计算公式可看出,CMRR由内部集成检流电路的工艺决定(典型值>90dB),不再受外部电阻的影响。
采用集成检流电路有以下优点:
1、器件的一致性好
2、极好的温漂特性
3、体积小
4、低功耗
5、使用方便
选择检流电阻的注意事项
检流电阻RSENSE应根据以下几条原则进行选择:
1、电压损耗:检流电阻阻值过大会引起电源
电压以IR的数值降低。
为了减少电压损耗,应
选用小阻值的检流电阻。
2、精度:较大的检流电阻可以获得更高的小
电流的测量精度。
这是因为检流电阻上的电压越
大,运放的失调电压和输入偏置电流的影响就相
对越小。
3、效率和功耗:当电流较大时,RSENSE上
的功耗I2R就不能忽略。
在考虑检流电阻和功耗
时,需要注意这一点。
如果允许检流电阻发热,
则电阻阻值可大一些。
4、电感:如果ISENSE包含大量高频成分,则
检流电阻的电感量要很小。
线绕电阻的电感最
大,金属膜电阻比较好。
5、成本:如果合适的检流电阻的价格太高,
则可采用另一种替代方案(图5)。
它采用电路板
的印制线作为检流电阻。
由于印制板铜线“电阻”并不精确,电路里需要一个电位器调节满量程电流值。
另外,铜线的温漂较大(大约为0.4%/℃),在宽温度范围下工作的系统需要考虑这一点。
可调节的线性电流源
可调节线性电流源(图6)是利用高端电流检测器构成的一个典型应用电路,IC1将R1电流转换成相应比例的电压信号,控制稳压芯片IC2产生一个稳定的输出电流,D/A转换器可以提供IOUT的数字控制。
要达到12 BIT精度(60mA每LSB)的要求,可使用并行接口的MAX530或串行接口的MAX531。
10 BIT精度(250mA每LSB),则可使用并行接口的MAX503或串行接口的MAX504。