靈活的電源監控可簡化設計,以低電流成本提供高精度,在當今注重功耗的世界中需求量很大。典型的電源監視器包括一個帶基準的比較器和一個用于設置確切跳變點的外部分壓器。遺憾的是,分壓器本身可能比電源監視器消耗更多的電流。原因是,由于漏電流會影響精度,因此通常使用小值電阻,因為它們對漏電流不太敏感。因此,這些電阻值可能會在很寬的工作范圍內產生大量電流流過它們。
從本質上講,問題是雙重的:首先,需要精密電阻來保持精度,1%電阻通常只能提供高達3.32MΩ的電阻。其次,高阻值電阻對漏電流更敏感,導致精度下降。因此,這些問題似乎使在寬工作范圍內運行的微功率解決方案變得不可能。
LTC?2966 是一款雙通道微功率電壓監視器,通過包括一個精準修整的 80MΩ 內部分壓器以及用于每個通道的比較器,克服了這些問題。由于分壓器位于IC內部,因此消除了電路板泄漏問題。提供基準電壓以允許獨立設置每個通道的閾值。這種拓撲的優點是,比較器基準輸入通過在低電壓下工作,將電源電流負擔降至最低,并使用市售值的外部電阻進行調整。LTC2966 專為提供 1.4% 的準確度而設計,同時僅利用一個 7μA 的電源電流監視兩個高達 100V 的電源,外加一個用于基準分壓器的一個小開銷。LTC2966 還提供了可選的輸出信號極性,以便它可以與低電平有效或高電平有效系統一起使用。
監控分離電源可能會變得很麻煩,尤其是在使用單獨的IC監控每個電源軌時。雖然 LTC2966 設計用于監視兩個正電源 (例如冗余 48V),但它也可以適應于監視分離電源,例如數據手冊的圖 1 所示。但是,設計方程式留給讀者作為練習。用于分離電源的分壓電阻器的選擇與 LTC2919 數據手冊中所示的過程類似,該產品可同樣輕松地監視正電源或負電源。
圖1.LTC2966 ±24V 監視電路。
本文展示了三電阻解決方案的設計公式的推導,并包括一個用于監控±24V電源的設計示例,這是許多伺服電機驅動器應用的典型應用。
在圖1所示電路中,通道A用于測量+24V電源軌。正電源監視在 LTC2966 數據手冊的閾值配置部分進行了詳細討論,此處不再討論。通道B用于利用獨立的基準電壓來監視–24V電源軌,連接V國際投資銀行內阻分壓器至 V裁判并選擇 5× V在范圍(圖2)。下面將詳細分析如何配置 LTC2966 以實現負電源軌監視。
圖2.LTC2966 內分壓器和基準。
在傳統(正)電路中,V國際投資銀行是輸入,即 V英赫/V國際禁毒局設置閾值。另一方面,在負監控電路中,V國際投資銀行設置輸入應用于 V 時的閾值英赫/V國際禁毒局引 腳。范圍選擇引腳 RS1 和 RS2 有助于選擇增益,從而將閾值設置為 V英赫/V國際禁毒局使用 V 的引腳國際投資銀行引腳電壓。在我們的示例中,5×范圍選擇將閾值設置為480.4mV,如下所示。
V的等效電路鞘翅目,上升沿(負電壓幅度增加)如圖3所示。
圖3.上升邊緣。
為了保持精度,我們希望電阻分壓器中的電流明顯大于比較器輸入端的漏電流(1nA),但足夠小,不會消耗太多功率。根據經驗,它應至少比漏電流之和大100倍或至少0.2μA。
由于通過梯形圖中所有電阻的電流相同,我們得到以下等式:
求解 R1 和 R2 的上述方程:
對于 V太嘎,下降沿(負電源幅度減?。┪覀冇幸韵碌刃щ娐贰?/p>
圖4.落邊。
這給了我們以下等式,假設電流相同。
這給了我們 R3 的等式:
通過這三個方程,我們可以計算 R1、R2 和 R3 的值。
設計示例
利用我們之前討論的想法,我們設計圖1中的±24V應用。我們將–23.5V和–22.4V分別定義為上升和下降門限。
目標是最大限度地減少通過電阻的電流消耗,同時仍保持合理的精度。為了最大限度地減小總電源電流,使用了盡可能大的電阻值。最大常用1%電阻值為3.32MΩ,用于設定R3。然后可以使用公式 (1)、(2) 和 (3) 計算 R2 和 R1 的值。對于負門限上升和下降分別為–23.5V和–22.4V的24V應用,我們得到以下1%的電阻值。
R1 = 11.8kΩ R2 = 267kΩ
R3 = 3.32MΩ
分壓器電流為7μA,這符合我們的低電流消耗目標,同時最大限度地減少了INHB和INLB偏置電流引起的誤差,每個偏置電流最高可達1nA。
借助基于 excel 的電阻計算器工具,可以避免這些繁瑣的計算,該工具計算所需上升和下降閾值的 1% 電阻值。
審核編輯:郭婷
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