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(多图) 电阻性电源负载的模拟在线电阻监视,第一部分

Carlos Marques?? EDNC编译?? 2015年02月12日 ?? 收藏0

解决方案的通用模型

为了克服Rp依赖性,我们可以将电流与负载电压进行比较,而不是将电流与供电电压U进行比较。此外,我们可以在比较器之间进行适当的电压调整,以克服比较器上很小的差分输入电压引起的参考精度损失问题。这种解决方案的通用模型见图3,它包括寄生电阻Rp1、Rp2和Rp3。在这个模型中,负载电压和负载电流(表示为Rs上的电压)在施加到比较器COMP1和COMP2输入端之前先被同相增益级电路所调整。这些增益级电路总是用运放(OPAMP)和增益确定电阻实现。

需要注意的是,只有当这种运放的IOV范围比比较器的IOV更窄时,才有可能减少由于很小的差分输入电压引起的误差。不过这个条件不难满足,因为精密运放的IOV范围通常都要比精密比较器小,这也是为什么在一些低速高精度应用中将运放用作比较器的原因。

图3:通用模型。
图3:通用模型。

对电流的差分测量可以转换为更简单的单端测量,方法是将Rs下面的端子连接模拟地(电阻监视部分的地)。图3中的新变量被定义为:

● Gu1,Gu2:负载电压测量的增益,通常小于1。

● Gi1,Gi2:电流测量的增益,通常大于1。

● Uu1,Uu2,Ui1,Ui2:比较器的输入电压(以地为参考)。

● Ud1,Ud2:比较器的差分输入电压,参考点是对应比较器的反相输入端(Ud1 = Uu1 – Ui1; Ud2 = Ui2 – Uu2)。

● Ut1,Ut2:COMP1和COMP2的阈值电压。在COMP1阈值点,Ut1 = Uu1 = Ui1, Ud1 = 0;在COMP2阈值点,Ut2 = Uu2 = Ui2, Ud2 = 0。

模型的阈值点(δi, δs)由模型增益定义,见公式(1)。从公式(1)可以看到,阈值点不受U或Rp的影响,这也是我们希望看到的结果。

模型的阈值点(δi, δs)由模型增益定义

现在我们应该把实际阈值点(δi, δs)和想要的阈值点(±T)区分开来,后者通常相当于容差R加上一些安全余量。注意,为了简化分析,我们假设想要的阈值点刚好相反。通过选择增益开展模型调整,目的是使δi = (-T)和δs = T。基于这样的考虑,模型增益见下面的公式(2)、(3)、(4)和(5)。在这些公式中,U、Ut1、Ut2和Rp的选择对于最大限度地提高性能来说很关键。这个课题后面再讨论。

模型增益

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电阻性电源负载? 输入偏移电压? 在线监视? PWM?

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