实验室直流电源、半导体测试和电池测试需要精确的恒流和恒压输出直流电源。 在±5°C 的环境温度变化范围内、设备的电流和电压控制精度需要优于满量程范围的±0.02%。 电源包括输出级、电流和电压感应电路、控制环路、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)、如图1所示。 在这篇文章中、我将重点介绍需要具有低漂移和低噪声的电流感应级。 要阅读更多信息、请参阅技术文章 如何设计精确的直流电源。
图1:直流电源的典型方框图
精度在很大程度上取决于电流感应电阻器和放大器的温漂。 放大器的输入失调电压误差和增益误差不是问题,因为这两个误差都是在系统校准期间调整的。 然而,放大器的失调电压和增益漂移、输出噪声和增益非线性难以校准,在选择电流感应放大器时,应考虑这些误差。
您可以使用公式计算电流检测放大器的总体未调误差、如表1所示。 共模抑制比的误差相对较小、您可以忽略它。
在表中列出的放大器中、INA188的误差最小。 mΩ mΩ 使用±5°C 的温度变化、分别为1A 和25A 输出选择100k Ω 和1k Ω 电流电阻器。 增益漂移导致的误差不包括在总误差估算中。 在精度最重要的低电流输出(<满量程的5%)下、它将是增益漂移 x ΔT 误差的小部分。
表1:电流检测放大器的总体未调误差
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