为高可靠性系统提供先进的电流检测技术

技术分类: 测试与测量  电源技术  | 2005-11-09
Ken Yang、Senior Member

发生短路故障时电流限降至480mA。大多数热插拔控制器内置一个定时器,当监视电流在指定时间内没有降至门限以下时,将断开MOSFET,保护电源总线。

  电量计与电池管理
  图1所示电流检测放大器是一款非常简单、通用的器件。电量计、电池管理等特殊应用需要集成更多的功能,如图4所示。电量计在电池供电产品中应用很普遍,通过精确监视电池容量可以优化系统性能,延长电池的使用寿命。例如,膝上型电脑的电池包一般集成有一个智能电量计,用于监视、监控电池的充电和放电过程。这种电量计带有一个数字库仑计数器,跟踪累计充电、放电电量。电流对时间的积分等于总电荷量,利用检流放大器测量电池电流,库仑计数器充当积分器,计算充电、放电过程的总电量。
  电量计中的电流检测器要求能够测量双向电流,为电池包充电时,最大电量由用户设置。库伦计数器达到所设置的门限时,认为电池已充满,通知微控制器终止充电。同样,放电过程中,电量计为用户指示剩余电量的信息。当库伦计数器达到器最小值门限时,通知微控制器电池电量已空,可避免电池过度放电。这样,库仑计数器可防止电池出现过充电和过放电,从而延长电池的有效使用周期。电流检测器还通过连

续监视电流防止过载和短路,出现短路时立即关闭MOSFET,断开电池的连接。

电量计通过监视流入/流出电池包的电荷,跟踪充电/放电电流

图4,电量计通过监视流入/流出电池包的电荷,跟踪充电/放电电流

  动态供电控制
  为了降低电池功耗、延长电池的通话时间,手机中的功率放大器(PA)需要精确控制其电源电流。手机位置距离基站较近时,不需要大的发射功率,可以降低PA的电源电流并仍可保持良好的信号传输;当手机位置距离基站较远时,发送器需要较高的输出功率和较大的电源电流。根据实际需求动态调节PA的电源电流可降低功耗,延长通话时间。图5所示PA电流集成了一个误差放大器和闭环控制电路,工作原理类似于电流源。误差放大器(A3)比较、检测电阻RSENSE和RG1的电压,并将其输出送入功率放大器的增益控制环路,通过增大、减小PA的增益和输出功率调节电源电流。电压/电流转换器由A2、Q1组成,RG3控制RG1的压降,用户还可以通过PC输入控制PA的电源电流:

 

电流控制器(MAX4473)动态调节电源电流,在保持良好的信号完整性的同时使功耗降至最小

图5 ,电流控制器(MAX4473)动态调节电源电流,在保持良好的信号完整性的同时使功耗降至最小
  先进的功率检测
  此部分内容详见《EDNChina电子设计技术》杂志网站,网址:www.ednchina.com

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