Датчик тока верхнего плеча измеряет ток отрицательной шины

Почти все специализированные токоизмерительные усилители рассчитаны на измерения токов положительной шины, однако вы можете адаптировать такие схемы для контроля отрицательного источника питания (Рисунок 1). Вывод положительного питания V+ соединяется с плюсовой шиной системного питания, а вывод «земли» (GND) подключается к источнику отрицательного напряжения V_EE. Такая схема позволяет измерять ток отрицательной шины, представляя результаты в виде положительного напряжения, удобного для внешнего интерфейса, в типичном случае – для аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Вывод RS+ токоизмерительного усилителя IC₁ соединяется с нагрузкой, а вывод RS– подключается к отрицательному источнику питания. Выходным сигналом микросхемы IC₁, выведенным на контакт OUT, является выход токового зеркала, ток которого пропорционален току нагрузки, текущему в шину земли (не в вывод GND усилителя). Выходной резистор R_OUT преобразует ток в напряжение, которое затем может быть оцифровано с помощью АЦП.

Рисунок 1.	Такое подключение токоизмерительного усилителя позволяет измерять ток отрицательной шины питания, представляя результат в виде положительного напряжения для АЦП.

Максимальное выходное напряжение ограничивается насыщением внутренних транзисторов, наступающим при напряжении порядка [(V+) – 1.2 В]. Следовательно, V+ должно превышать выходное напряжение полной шкалы, по крайней мере, на 1.2 В. Если, например, максимальный выходной сигнал равен 1 В, то необходимо, чтобы V+ ≥ 2.2 В. Чтобы не выходить за допустимые границы рабочих напряжений устройства, должны соблюдаться следующие соотношения:

0 ≥ V_EE ≥ – (32 – V+),
и
[(V+) – V_EE)] ≥ 3 В.

На Рисунке 2 показана зависимость ошибки измерения от тока нагрузки.

Рисунок 2.	Ошибка измерения в схеме на Рисунке 1 зависит от тока нагрузки.

Материалы по теме

1. Datasheet Maxim Integrated MAX4172