在許多電池電流監(jiān)控應(yīng)用中，需要雙向電流檢測來測量電池中的充電和放電電流。本應(yīng)用筆記介紹如何連接兩個(gè)單向電流輸出電流檢測放大器，如MAX4172和MAX4173，組成一個(gè)雙向電流檢測放大器。

介紹

許多電流檢測應(yīng)用需要雙向電流檢測功能。例如，當(dāng)筆記本電腦插入交流電源線時(shí)，交流適配器為筆記本電腦供電并為電池充電。監(jiān)控電池的充電電流，以確保電池不會(huì)過熱，并且從交流適配器獲取的總輸入功率不超過 UL 規(guī)定的限制。同樣，當(dāng)交流適配器不可用且需要節(jié)省電池容量時(shí)，在負(fù)載設(shè)備上監(jiān)控電池放電電流以進(jìn)行電量計(jì)/有功功率管理。圖1顯示了電池充電/放電應(yīng)用中的典型電流檢測放大器實(shí)現(xiàn)方案。

圖1.筆記本電腦應(yīng)用中使用的典型電池充電/放電電路。

構(gòu)建雙向電流檢測放大器

MAX4172、MAX4173和MAX4073是三種常用的單向電流檢測放大器，具有電流輸出。 MAX4172采用μMAX?封裝，提供1.6mV精密最大失調(diào)電壓（0.75mV V操作系統(tǒng)對于 SOIC 版本）和 ±工業(yè)溫度范圍內(nèi)的最大增益誤差規(guī)格為 2%。MAX4173采用微型SOT23封裝;它具有 3mV 最大失調(diào)和一個(gè)內(nèi)部 12kΩ 負(fù)載電阻器，用于將其電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。MAX4073同樣采用微型SC70封裝。這三款器件還具有高信號帶寬，使其成為模擬控制環(huán)路中極具吸引力的解決方案。

這些器件的電壓輸入、電流輸出特性使人們能夠在各種智能電路中利用它們。例如，可以使用兩個(gè)單向電流檢測放大器（如MAX4172或MAX4173）來構(gòu)建快速雙向電流檢測放大器（圖2）。

圖2.兩個(gè)電路顯示由兩個(gè)單向電流檢測放大器創(chuàng)建的雙向電流檢測應(yīng)用。

當(dāng) V 時(shí)，A 部分處于活動(dòng)狀態(tài)RS+> VRS-（即，當(dāng)電池提供負(fù)載電流時(shí)）和 B 部分在 V 時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)RS-> VRS+（即，當(dāng)交流適配器為電池充電時(shí)）。通用運(yùn)算放大器將兩個(gè)放大器的輸出電流組合成適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷?。V裁判將輸出電壓設(shè)置為零電流（零檢測電壓）。輸出電壓增加到 V 以上裁判當(dāng) A 部分處于活動(dòng)狀態(tài)并降低到 V 以下時(shí)裁判當(dāng) B 部分處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)。通過使用 R一個(gè)≠·b在MAX4172電路中，正（放電）電流和負(fù)（充電）電流可以使用不同的增益。

MAX4173電路在其反饋中使用1nF電容來穩(wěn)定控制環(huán)路。由于B部分的GND引腳由運(yùn)算放大器的輸出調(diào)制，因此V抄送施加在MAX4173上的電壓應(yīng)至少比MAX3的最大輸出高4230V。該值可確保器件有足夠的電源電壓裕量正常運(yùn)行。

MAX4172和MAX4173電路的傳輸特性分別見圖3和圖4。

MAX4172電路的條件是：

VBAT = 8V

VCC = 3.3V for MAX4172 and MAX4230

Ra = Rb = 1kΩ

VREF = 1.2V

圖3.MAX4172電路的傳輸特性

MAX4173電路的條件是：

VBAT = 8V

VCC = VBAT for MAX4173

VCC = 5V for MAX4230

VREF = 1.5V

圖4.MAX4173電路的傳輸特性

審核編輯：郭婷