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[参考译文] TIDA-01445：为什么在动态状态下使用比较器进行 LS 电流调节/限制

admin
Guru**** 668880 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2H000-Q1, TIDA-01445, LM2903, INA381-Q1, INA225-Q1, INA225
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/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/1202799/tida-01445-why-is-a-comparator-used-for-ls-current-regulation-limitation-in-dynamic-state

器件型号：TIDA-01445
主题中讨论的其他器件： LM2903、 INA381-Q1、 INA225-Q1、 INA225、TPS2H000-Q1

为什么在 TIDA-01445设计中使用施密特触发器配置中的比较器来实现低侧电流限制？


在我看来、LM2903比较器用于将动态状态电流以及电池短路故障电流限制为50mA (49.3mA - 51.5mA、具有迟滞)。 比较器的输出是否不会在0和5V 之间快速切换？ FET 可能不够快、无法与 C4结合使用来完全导通和关断、从而使互锁电流平滑。

不过、我想 LM2903的输出会在 MHz 范围内产生共振？ 与通过 FET 以模拟电压电平调节电流的运算放大器相比、这为什么是首选的解决方案？ 我可以想象谐振输出会变成 EMI 问题。 因此、我对选择这种设计方法的原因很感兴趣。 可能有一些注意事项、我目前看不到。

感谢您的澄清。

此致

  • 0
    TI__Guru**** 668880 points
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    Michael、您好！  

    我无法联系此参考设计的作者、但我会尝试解决您的问题。 我先来看一下。

    此致、  

    Jiri Panacek

  • 0
    TI__Guru**** 668880 points
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    尊敬的 Jiri：

    非常感谢您的支持。
    我期待您的专业知识。

    此致

  • 0
    TI__Guru**** 668880 points
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    嗯、我模拟了电路、得出了与你相同的结论。  

    仿真电路：

    /resized-image/__size/640x480/__key/communityserver-discussions-components-files/234/pastedimage1678440095618v1.png

    比较器输出与检测到的电流：

    /resized-image/__size/640x480/__key/communityserver-discussions-components-files/234/pastedimage1678440332434v4.png

    很明显、比较器的输出可以快速打开和关闭。

    /resized-image/__size/640x480/__key/communityserver-discussions-components-files/234/pastedimage1678440404280v5.png

    PSpice for TI 中的仿真(不包含~50MB 的 DAT 文件)

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/234/low_2D00_side_2D00_comparator_2D00_pspice.zip

    以下是我的想法：

    • 带有比较器的电路不是"电流限制"而是"过流检测"。
    • 该行为不是锁存的- 当过流情况消失并导致振荡时、保护会关闭。
    • 在我看来、该设计的作者希望微控制器能够监控比较器的输出(但信号缺失)、或检测 ADC_CS_HS 和 ADC_CS_LS 信号上的错误行为。
    • 比较器电路的实际优势值得怀疑。

    我的建议：

    • 我会移除比较器电路并使用 INA381-Q1而不是 INA225-Q1。 INA381-Q1是一款较新的器件 、具有较低的成本并且集成了锁存比较器。 这是否适用于您的应用？  

    请注意、即使我处理各种汽车应用、我也不是互锁系统专家。  

    此致、结里

  • 0
    TI__Guru**** 668880 points
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    你好、Jiri

    非常感谢您提供详细的答案以及进行仿真。 对于不同电流放大器的建议也是非常赞赏的。 尤其是因为 INA225到处都是缺货。

    关于电流限值与过流检测、我仍不确定：

    -"过电流"的情况几乎是一样的活动状态在我的眼睛。

    -在活动状态期间,当 HS 开关打开时,回路电流仅受感测电阻器、HS 开关的 Ri 和 IL 环路(可能接近零)的限制,导致回路电阻低于20R。 采用12V 源电压时、产生的电流会非常高。
    根据设计中的规格和所示的测量结果、工作状态应为50 mA 的恒定电流。 在我看来、在给定设计中实现此恒定电流的唯一方法是将低侧 FET 用作可变电阻器。

    -从图11可以看出,在12V 电源短路的情况下,电流被限制在相同的50 mA。
    引脚2上的电压测量值变高、这意味着整个电源电压可能会被视为 LS 电流限值的压降、这表明 FET 正在限制电流。

    -第3.2.1.2章显示活动状态 IL 电流保持在大约 50mA、不受12V 电池电源电压的影响、表示电流控制。

    -因此我认为,低侧恒流吸收器是应用所必需的。 可能因为首选的 功能安全行为而选择了比较器。

    感谢您对本主题的思考。

    此致

  • 0
    TI__Guru**** 668880 points
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    请注意、HS 开关器件(TPS2H000-Q1)配置为最大输出电流约为100mA 的电流源。  请查看数据表(第18页)中的引脚 CL。 "正常"运行电流受到外部电阻器链的限制(连接到互锁的系统、例如逆变器、DC/DC 等)。 该电流必须低于 50mA、这是基于比较器的低侧过流保护的限制。 作者使用十进制外部电阻器测试了互锁、该电阻器可将互锁电流设置为5-55mA (表2)。   

    我理解引脚2端子必须提供电池短路和接地短路保护的方式。 在对电池短路的情况下、通过 RCS 和 Rcl 的电流仅受电阻的限制。 我认为正因如此、作者才 为比较器添加了过流保护。   

    /resized-image/__size/640x480/__key/communityserver-discussions-components-files/234/pastedimage1678787191166v1.png

    此致、结里