资料下载
×
感测电流：走高（侧）还是走低？资料下载
消耗积分:2 |
格式:pdf |
大小:206.27KB |
2021-04-23
分享资料个
作者：Bill Schweber, Mouser Electronics
感测电流：走高（侧）还是走低？
即使上述所有项目都得到了妥善处理，设计师还必须解决的一个主要问题是：到底是使用串联电阻的高测还是低测来感测。没有哪个方法一定超出另外一个，但是选择其中的任意一个，都代表着在该应用场景下需要考虑一些权衡以及影响。
在采用低侧检测时（图4a），该电阻连接在电机的“负载”以及系统共地（通常被称为“地”，即使它并非连接到真正的“地”）之间。因此，感测电阻两端电压的威廉希尔官方网站
也可以接地。这简化了感测威廉希尔官方网站
的设计和实现，也简化了与下一阶段反馈子系统的接口的设计。
图4A：低侧感测将电阻放置在负载和地之间。
然而，低侧感测方法也意味着负载本身不再接地。这严重的影响了负载的物理连接和用户的安全性。由于负载的低侧在地之上，它任何一部分都不再连接到地，如汽车底盘或接地外壳;相反地，它必须与地进行电气隔离。此外，由于负载的低侧不再处于地电平，驱动负载以及负载两端电压测试的威廉希尔官方网站
（这与感测电阻两端读数不同）必须差分化或通过一个接地隔离威廉希尔官方网站
。
另一种检测方法是高侧检测，其中感测电阻处于电源轨和负载之间，而负载本身保持接地（图4b）。从负载安装和总体安全性角度来看，这一做法要好得多，但它也意味着，该检测电阻威廉希尔官方网站
不能直接与地相连。相反，它必须使用基于仪表放大器的差分放大器，或甚至使用电隔离部件进行隔离。与可以连接到地的威廉希尔官方网站
相比，这种做法较为复杂并且成本也更高。此外，感测威廉希尔官方网站
必须设成与该系统共模电压模式下工作，并具备较高的CMRR（共模抑制比）以感测和提取几十甚至上百伏电压中的相当微小的变化（毫伏范围）。
图4B：高侧感测方法将电阻放置在电源轨与负载之间。低侧和高侧感测方法同时提供明确定义的电气、安全性和安装属性。
尽管具体到每个应用会有不同选择，但多数设计师选择高侧做法。这是因为它解决或避免了非接地负载不可避免的一些挑战性的电气、安全性和安装问题。此外，使用小电压的高侧电流感测威廉希尔官方网站
（使用差分放大器和隔离部件）成本适度，面积也较小。
不管使用高侧还是低侧感测方法，电阻决定必须在许多因素间做出权衡：正确的欧姆值（第一要素）、足够的额定功率，以及匹配应用的物理封装。
连接器也不能被忽视
设计师在选择车载电机的连接器时必须记住两个基本事实。这些到底适用于内燃机设计车辆（汽油、柴油，甚至是氢动力）还是具备更高电流和电压的HEV/ EV：
1.更大的电流需要更大的接触，以承载电流，最小化IR损耗，降低I2R自发热;反过来，这些接触也需要更大型的连接器。
2.更高的电压，即使在低电流下，要求接触之间的分离更大，以满足爬电距离和电气间隙的安全要求，保证接触之间没有火花或飞弧。 （注：爬电距离是飞弧跨越的表面测量距离，如印刷威廉希尔官方网站
板上两个迹线之间的距离，或跨越一个连接器或一个集成威廉希尔官方网站
芯片的距离。电气间隙是指飞弧在空气中传输的最短距离，如一个连接器或一个集成威廉希尔官方网站
芯片的一个引脚到另外一个引脚的距离）。
接触大小和强制间距规定，这两个因素一起决定了可用的连接器选择。此外，一些多管脚连接器被设计成混合了各种电流/电压规格，以节省空间和成本。有些电机连接器的是唯一考虑因素是电源，而控制网络总线是另外一种做法，采用与其匹配的连接器;其它一些实现则将电源和控制功能集成到一个单一的接口中。
例如， Molex93288-0001是一个针对信号传输和低/中等电源轨的84接触公连接器壳体（图5a）。它与Molex93287-0001母壳体紧密配合（图5b）。这个组合采用压接触，在使用AWG14（MX150）线时，它们的额定电流为6 A，并具备30⁰C的温升（满载），虽然个别接触最多可处理18 A电流。公连接器是面板式安装设计，该配对针对汽车防火墙应用，传递驾乘舱和发动机舱之间的信号和电源。
图5A：Molex公司93288-000184触点公头外壳。内燃机和电动/混合汽车使用大量的标准和自定义电气连接器，以及多管脚连接器，以节省空间，并减轻线束设计。 （来源：Mouser/Molex）
图5B：针对防火墙反馈应用的Molex93287-0001母头采用压接导线连接器，可以处理大量的信号和电源轨。 （来源：Mouser/Molex）
无论采用哪个选择，有信誉的供应商都会指明最大电流和电压额定值（在额定温度和最高温度前提下），并说明在指定设计情况下该连接器会遵循哪些监管标准。也有适用于特定电机应用和车内位置的温度和易燃性额定评级。
当前的汽车有几十个电机和上百连接器，各自选择的基准是满足应用的独特需求和成本、可用性和采购选项意见。退一步，它会引发对应的一个复杂布线、原理图、线束装配图纸、安装说明和材料清单。
附加阅读资料
•来自Analog Devices“通过提高低值分流电阻的焊盘布局，优化高电流检测精度”
•德州仪器（TI）的选“择合适的感测电阻布局”
作者简介
Bill Schweber 是一位电子工程师，撰写了三本电子通信系统教材，以及数百篇技术文章，意见专栏稿件和产品说明书。他曾经从事过 EE Times多个主题的技术网站经理，以及EDN的执行主编和模拟主编。
在ADI公司（模拟和混合信号IC的领先供应商）， Bill 负责营销传播（公共关系）;因此，他一直扮演技术PR的两种不同角色，一方面展示公司的产品以及理念，并给媒体传达信息，另一方面也从他们中接收反馈意见。
在为Analog做市场传播的之前，Bill是他们备受推崇的技术杂志的副主编，同时也做过产品营销以及做过应用工程团队的工程师。而在这之前，Bill工作于Instron公司，做手工模拟与电源威廉希尔官方网站
设计和材料测试机控制的系统集成。
他拥有电子工程硕士学位（Mass大学）和电子工程学士学位（哥伦比亚大学），是一位注册专业工程师，并拥有高级班业余无线电证书。Bill还从事包括MOSFET基础知识、ADC选择、驱动LED在内的各种工程主题的策划、编写和在线课程传授。
(mbbeetchina)
声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 举报投诉
评论(0)
发评论
- 相关下载
- 相关文章
