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版主: okeyre , flyingwolf , gump
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 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 12:59:07 [您是本帖的第 456 位阅读者]     [1楼] 
呢称:chuyuan
助理工程师

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那位大侠说一下这个电流检测电路的推算原理?


 
 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 13:30:33 [2楼] 
呢称:AAT
高级工程师

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根据“虚短”,R1上的电流为(Rs/R1)Icharge,而R3上的电流接近于(Rs/R1)Icharge。故Vout=R3(Rs/R1)Icharge。
 
 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 14:30:03 [3楼] 
呢称:Negolas
高级工程师

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首先可以判断这是一个负反馈电路,这个很简单就不说了。

因此,可以利用运放在负反馈电路上的特性分析可知有:

要运放满足正负输入脚的电压一样,需要Rsense和R1上的压降一样,因此可知经过R1的电流为:

I1 = Rsense×Icharge/R1

按照提供的等式来看,忽略了经三极管q1基极分流的电流,那么在R3上电流也就等效于I1了,这样就可以求出Vout为上面的等式了。

 
 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 15:34:08 [4楼] 
呢称:任逍遥
高级工程师

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这个公式只对理想情况有效

既要求:

1.运放输入阻抗无穷大

2.运放是理想的轨到轨运放

3.三极管Q1放大倍数无穷大

4.三极管工作在线性状态下,各引脚都有满足线性状态的偏置电压

5.Vout外接的测量电阻、电路阻抗无穷大



电路原理分析如下:

1、先确定该电路中运放是工作在闭环负反馈下,这点应无疑问;

2、理想运放,运放输入端阻抗无穷大,没有电流,

3、闭环负反馈下运放平衡的条件是正、负输入端电位相等(虚短现象)。为什么会有虚短现象呢?因为理想运放的开荒增益无穷大,对应有限的输出,不管输出是多少,除以无穷大后都为0(x/∞=0)

4、也就是说Rsenes上的电压和R1上的电压必然相等,Rsenes×Icharge=R1×Ir1

Ir1=Rsenes×Icharge/R1

5、由于是理想运放,运放输入脚没电流,Ir1=If=IQ1e(Q1的发射极电流)

6、三极管线性状态时的电流关系是Ie=Ib+Ic;Ic=β*Ib;所以Ib=Ie/(1+β);

Ic=(β/(β+1))*Ie

只有当Q1的放大倍数为无穷大时,Ib为有限值除以(1+无穷大),等于0,可以忽略不计,这时Ic=Ie(只有Q1的放大倍数为无穷大时或Q1为场效应管等纯电压控制器件时才满足这个条件)

7、所以满足前提时Ir1=If=IQ1e=IQ1c,和Icharg成比例关系IQ1c=Rsenes×Icharge/R1

只有当Vout外接的测量电阻、电路阻抗无穷大,IQ1c才会全部流过R3,Ir3才会等于IQ1c

R3上的电压当然是电流×电阻了,等于:

Vout=R3×Rsenes×Icharge/R1



至于最后的1Ω×Icharge,那就是纯粹的公式转换了,没啥意思



从上面的分析我们可以看到,要满足比例关系需要太多的理想条件了,所以实际应用时不是乱搭个电路就对的(比如Vout就不能直接接低输入阻抗的ADC),

实际的关系应该根据实际器件的非理想参数来调整,或者反过来调整器件参数来修正到正确的比例。

一般高精度的IC在生产时是通过激光切割来修正R1的阻值,或者外接调整电阻来最终修正到需要的比例的。


 
 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 15:59:36 [5楼] 
呢称:CE
工程师

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注册2008-09-09
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学习学习,分析得太透彻了


 
 电流检测电路的推算原理,请教  发表于 2008-12-01 16:15:48 [6楼] 
呢称:chuyuan
助理工程师

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注册2008-11-19
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多谢多谢!
 
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