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[参考译文] TLV9051:使用TLV9051IDBVR进行电流测量

Guru**** 1658350 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9051, LM7705, OPA2333, OPA333
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1102414/tlv9051-current-measurement-with-tlv9051idbvr

部件号:TLV9051
主题中讨论的其他部件: LM7705OPA2333OPA333

大家好,
我想测量负载的电流。
电流范围为0A至1A。
下图是设计的电路。

电阻器R87 (0.33E)未在设计中填充。
运算放大器的增益设置为11。
运算放大器的输出连接到控制器的ADC。
对于0V至100mV的输入,输出电压将为0V至1.1V。
 0.1V将是驱动电压中负载的显著部分。
1)。 在出现信噪比等问题之前,我们可以将感应电阻减小多少?

2)。 我们需要补偿固件中的偏移电压。 但是,感应电阻器偏移电压越小,我们所需的补偿就越少。
3)。 是否建议在 我的应用中使用零漂移放大器(如OPA2.3333万PIDSGT)?
 OPA2.3333万PIDSGT的GBW和SR似乎很低(分别需要最低1MHz和1V/us)。
但是 ,OPA2.3333万PIDSGT应用说明中的100mE并联电阻器在  mu应用中提供与TLV9051IDBVR相同的效果(电压补偿)
请提供建议

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    Shibin,您好!

    TLV9051的输出电压必须保持在其线性操作范围内:

    否则,输出将在饱和状态下挂起,无法正常工作。

    您可以修改电路以作为差分放大器运行,同时向差分放大器的参考引脚添加伪接地。 或者,您可以借助LM7705添加一个较小的负电源电压。例如,

    Kai  

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    您好Kai,
     TLV9051的输入 从[(V–)–0.1 ]至[(V+)+ 0.1 ]。 因此运算放大器必须保持在其线性工作范围内。

    分流电阻器I在信号无任何失真的情况下可以达到的最小值是多少?

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    Shibin您好!  

    正如Kai所提到的,必须考虑产出范围。 单电源放大器将无法输出至0V。 启开的两项建议,对于确保运作适当,都是很有效的。  

    有关类似传感应用的资源,请参阅此TI设计: 0-1A单电源,低侧电流感应解决方案参考设计

    我估计100mOhm电阻器的大小对于感应应用来说是合理的。 您可以稍微减小此值,但最终Vos将成为您要测量的信号的重要部分。  

    我对零漂移放大器不太熟悉,但可以肯定地说,OPA2333在许多规格上都优于TLV9051。  

    零漂移放大器是否被视为软件校准的替代方案?  

    此电流感应应用是否有任何准确度要求?  

    最佳,

    雅各布

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    您好Jacob,
    感谢您的回复。
    零漂移放大器是否被视为软件校准的替代方案?  
       是的,如果 需要零漂移放大器,我可以继续。
    此电流感应应用是否有任何准确度要求?
       我们正在寻找能够达到的最佳准确度。
    当我在谷歌上搜索解决方案时,我发现一件事就是使用电流感应放大器,如 INA180B3IDBVR。
     INA180B3IDBVRTM是否能更好地完成我的工作?
    寻求您的建议。

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    Shibin,您好!

    9051 -tlv9051idbvr/4084323#4084323"]您9051您可以408.4323万可以修改408.4323万修改电路以作为伪放大器运行,同时为放大器的引脚添加差动接地线[/ref]

    现在我找到了伪接地方法的链接:

    e2e.ti.com/.../tidu675.pdf

    9051 -tlv9051idbvr/4085314#4085314"]当9051当我408.5314万我搜索408.5314万搜索解决方案时,我可以找到一件事,那就是使用电流感应放大器,如 INA180B3IDVR。
     INA180B3IDBVR-我的工作会更好吗?[/QUOT]

    这些专用电流感应放大器通过提供极高的共模抑制,针对高侧电流测量进行了优化。 另一方面,在低侧电流测量中,良好的OPAMP同样适用,甚至更适合。

    Kai

    [/quote]
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    Shibin,您好!  

    TLV905x是一个不错的选择,但如果需要超精细精确度,则可能不是最佳选择。  

    我询问准确度要求,因为它有助于我衡量您需要哪种类型的放大器。

    我对准确度的定义可能与其他人对相对准确度的看法不同。  

    如果您愿意为性能支付额外费用,那么零漂移放大器(如 OPA2333)可提供令人印象深刻的感应功能。  

    尽管如此,并非所有传感应用都需要在UV范围内指定的最大偏移量。  

    您能否粗略估计应用中的精度要求或其他限制因素? 我想确保我推荐 适合您使用案例的设备。  

     

    如果我被要求设计电路,我会选择 LM7705,一个低偏置放大器和低容差电阻器。 根据您的精确度要求,您可能完全无需软件校准。

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    您好,Jacob,
    感谢您的回复。
    运算放大 器OPA333AIDR似乎是我的应用程序的一个好选择。
    但在IC的应用中,电流测量不包括在内。

    尽管它具有 与OPA2330AIDRBT相同的确切规格

    在我的应用中,电流测量是单向的。 所以我相信,像下面这样的同相放大器将在没有U1B运算放大器的情况下完成我的工作。

     OPA333AIDR 是轨对轨运算放大器。
    使用另一个IC (如 LM7705)将增加我的BOM大小并增加PCB上的空间。
     所有  导轨的OPA333AIDR输出摆幅最大为70mV。
    我相信这对我的系统来说不是问题。
    因为要测量的电流为0mA,250mA,500mA,750mA或1A。
    对于100mE 并联电阻器,250毫安电流的并联电阻器电压将为100mE*250毫安=25毫伏。
      OPA333AIDR的共模电压范围  为 (V–)–0.1 至 (V+) 0.1
    输出电压为250mV,增益为10V/V
    如果我错了,请纠正我。
    如果我的分流电阻器设置为10mE,则250mA电流的电压将为2.5mV。
    将增益设置为100,我将获得相同的输出电压。
    此配置是否会导致任何问题?
     OPA333AIDR的输入偏移电压 仅为10uV。
    此外,您能否解释当分流电阻器太小时影响的其他参数?

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    您好,Kai,
    感谢您的回复。
    请解释 一下,在差分放大器的参考引脚上添加伪接地是什么意思?

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    Shibin,您好!

    9051 -tlv9051idbvr/4086694#4086694"]请9051请您408.6694万您解释408.6694万解释 一下在差分放大器的参考引脚上添加伪接地的含义吗?[/quote

    这就是您在上一个图中所显示的内容。

    不要忽视此电路的精度也会受到R5和R6的伪接地生成的影响。 这两个电阻器的公差不仅影响伪接地的准确度,还影响缓冲器OPAMP U1B和电源电压Vcc本身。 然后,您将获得R1,R2,R3和R4的容差。 好的,如果Vcc也用作ADC的参考电压,则Vcc可以由精密电压基准替代,或者通过比率计测量来消除Vcc的错误。

    另一方面,带有附加LM7705的电路将更加精确,因为伪接地生成可以完全省略,只有两个增益设置电阻会影响其容差的准确性。 所以,雅各写的时候

    \n9051 -tlv9051idbvr/4085908#4085908"]\n如果9051如果我408.5908万我负责408.5908万负责设计电路,我会选择 LM7705,一款低偏置放大器和低容差电阻器。 根据您的准确性要求,您可能会完全跳过软件校准的需要。[/QUOT]

    然后他说得相当对。

    但如何继续也取决于ADC。 如果它可以接受低至0V的输入电压,我将采用LM7705解决方案。 在另一种情况下,我将使用伪接地的差分放大器。

    Kai

    [/quote]
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    Shibin,您好!  

    感谢您提供更多详细信息。

    我希望我们的建议能让您更接近解决方案。

    正确,您应使用上述两种方法获得250mV输出(当然不包括任何小误差源)。

    如果您不需要其它精密放大器的宽带宽,OPA333是一个不错的选择。  

    如果您愿意,可以使用10mOhm分流器。 请注意,使用此类低电阻的感应电阻时,必须正确运行感应轨迹。 下面是一篇有关低侧电流测量设计注意事项的博客文章: https://e2e.ti.com/blogs_/b/analoguewire/posts/how-to-lay-out-a-pcb-for-high-performance-low-side-current-sensing-designs

    选择并联电阻器通常是为了平衡功率耗散和输出电压。 当然,来自分流器的更大输出电压允许使用具有更大典型偏移电压的放大器。  

    在您的情况下,使用具有小并联电阻的精密放大器时,几乎不会有什么缺点。 但是,即使是相对较短的感测轨迹也会增加总电阻,因此在布线时要小心。  

    如果您有任何疑问,请告诉我。  

    最佳,

    雅各布