MAX系列电流检测芯片
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高端电流检测芯片,大家可以在设计电路时候使用,比用运放搭的效果要好上很多.
摘 要： MAX471／MAX472是美国MAXIM公司推出的精密电流传感放大器。对它们的功能、特点及应用场合作了简单说明,并介绍了其引脚功能及工作原理,最后给出一个基于MAX471的电流传感实例。 关键词： 电流传感放大器 电流增益 输出电压
MAX471／MAX472是美国MAXIM公司生产的双向、精密电流传感放大器。MAX471内置35mΩ精密传感电自己的需要配置外接的传感电阻与增益电阻。MAX471／MAX472都可通过一个输出电阻将电流输出转化为对 MAX471／MAX472所需的供电电压VBR／VCC为3～36V,所能跟踪的电流的变化频率可达到130kHz。二者均采用8脚封装。
统及能源管理系统等。
１ 引脚说明 U
MAX471引脚图如图１所示,MAX472引脚图如图２所示。
各引脚功能说明如下：
SHDN为关闭信号,正常操作时接地;当它为高电平时,供电电流小于5μA。 nR MAX471／MAX472可广泛应用于电流供电系统、便携式设备、监控系eg地电压输出。 is阻,可测量电流的上下限为±3A。对于允许较大电流的场合,则可选用MAX472。在这种情况下,用户可根据tered
RS+为内传感电阻的电源端。
N.C．表示无内部连接。
RG1为增益电阻的连接端,增益电阻RG1连接到传感电阻的电源端。
GND为地端或电源负端。
SIGN为集电极开路逻辑输出。对于MAX471,SIGN为低电平表示电流由RS-流向RS+;对于MAX472,SIGN RG２为增益电阻的连接端,增益电阻RG２连接到传感电阻的负载端。
OUT为电流输出端,该电流的大小正比于流过传感电阻的电流。
２ 工作原理
MAX471的功能框图如图3所示,MAX472的功能框图如图4所示。 U Vcc为MAX472的正电源连接端。连接传感电阻与增益电阻。 nR egisRS-为内传感电阻的负载端。 tered为低电平表示Vsense（传感电阻两端的电压）为负。当SIGN为高电平时,SIGN呈高阻状态。
MAX471和MAX472电流传感放大器的独特布局大大简化了电流监控的设计。MAX471／MAX472包含两个放大器,如图３和图４所示。传感电流IsenseRsense从RS-（反之亦然）。输出电流Iout流过RG1和Q1还是RG2和Q2取决于传感电阻中电流的方向。内部电路（图中没有画出来）不允许Q1和Q2同时打开。MAX472除了传感电阻Rsense、增益电阻RG1和RG2外置外,其它用法和MAX471是一样的。
以图3为例,若传感电流Isense从RS+经精密传感电阻Rsense流向RS-,输出端OUT通过输出电阻ROUT接地（GND）。此时,Q2断开,放大器Ａ1工作,输出电流Iout从Q1的发射极流出。由于没有电流流过RG2,A1的反向输入端的电位就等于Rsense和RG2交点的电位;因A1的开环增益很大,其正向输入端与反向输入端基本上保持同一电位。所以,A1的正向输入端的电位也近似等于Rsense和RG2交点的电位。因此,传感电流Isense流过Rsense所产生的压降就等于输出电流Iout流过RG1所产生的压降,即
同理,若传感电流Isense从RS－经传感电阻Rsnse流向RS＋,则可得 综合上述两种情况,可得MAX471／MAX472输出电压方程
U
其中 Vout——期望的实际输出电压
Isense——所传感的实际电流
Rsense——精密传感电阻
Rout——输出调压电阻 nR eg istered
RG——增益电阻（RG＝RG1＝RG2）
对于MAX471,所设定的电流增益为：Rsense／RG=500×,Vout＝500××Isense×Rout。 当输出电阻Rout2kΩ时,在传感电流Isense允许变化范围（－3A≤Isense≤3A）内,输出电压Vout的变化范围为：－3V≤Vout≤3V 即满标电压值为3V。
特定的满标范围所对应的输出调压电阻Rout为： 但要注意,变化Rout时,须保证MAX471输出电压的上限值不能超过VRS＋-1.5V;对于MAX472,其输出电 MAX471／MAX472对瞬变电流的响应非常快,若要减弱由于噪声在输出端产生的干扰,可在输出调压电阻的两端并联一个1F电容（也可根据实验确定）进行旁路。这一电容的引入不会影响到MAX471／MAX472的使用性能。
３ 应用实例 UnR压的的上限值不超过Vcc-1.5V。 eg is tered
我们在设计斩波恒流细分步进电机驱动器时,需要对绕组电流进行检测,传统的方式是通过电流互感器、霍尔元件或检测电阻来实现的。由于检测电阻价格便宜、使用简单,因此应用比较广泛。但这种传统检测电阻的弊端是很明显的,一方面其阻值检测信号（电压信号）通过放大以后才能进入步进电机前级驱动电路的比较器,从而增加了电路设计调试时的复杂度。因此,有必要选用精密电流传感元器件来取代传统的检测电阻。
由于我们所设计的驱动器主要用来驱动75BF3型步进电机,而该电机的额定电压、额定电流分别为27V、 L——步进电机Ａ相绕组
R——泄放回路电阻
D——快恢复二极管
VT——功率开关管通断控制信号
图6为75BF3步进电机在单三拍运行方式下,运行频率为2000pps时 所得A相绕组的相控信号及电流传感器输出电压波形。
实验表明,以电流传感放大器件MAX471代替传统的取样电阻,不仅大大简化了电路的设计调试,节省了电路板空间;同时所得取样电压波形好,驱动器性能优越。
电流传感放大器MAX471／MAX472的应用非常广泛,以上仅是其中一个实例。
引言
根据测试系统的要求,往往需要采集被测对象的各种参数,如过渡过程的电压U、电流I等,这些量的采集是至关重要的,它们直接影响到整个测试系统的测试精度。 很多场合需在被测系统工作时,对其电流进行在线检测,因此如何无须串入电流表,直接对被测器件进行电流检测就相当重要。 UnReg Eg——步进电机相绕组供电电压 is3A ,故选用MAX471便可达到设计要求。该部分的电路如图5所示。图中所用其它元器件及符号说明如下： tere难以做的很小,影响到步进电机绕组电流上升前沿的陡度,且三相间难于精确匹配;另一方面,所得到的电流d
常规测量电流I的方法存在测量范围小、测量误差大等缺点。本文介绍的在线电流检测器采用电流/电压转换芯片MAX472,克服了常规方法的缺点,实现了电流的高精度测量。
MAX472的工作原理
MAX 472的工作原理如图１所示。方框内的部分是该芯片的内部结构,其中A1和A2是两个运算放大器,构成差动输入,这样可以增强抗干扰能力,提高小电流信号的测量准确度;Q1和Q2是两个三极管;COMP是一比较器;Rsence是电流采样电阻,采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。方框外面的部分是用户可以根据自己的需要而改变的电路。其工作原理详述如下：
假定电流是从左向右(如图１中Iload方向所示)流过电流采样电阻Rsence,通过一电阻Rout接地。这样,运放A1工作,产生电流Iout从Q1的发射极流出。而此时运放A2是截止的,没有电流从Q2流出。A1的负输入端(-)电位为：Vpower=Iload×Rsence,A1的开环增益使其正输入端(+)与负输入端(-)有相同的电位。故RG1的压降为：Iload×Rsence,经过计算,电压/电流转换的比例P由下式给出：
P=Vout/Iload=Rsence×(Rout/RG1)
根据上式Rsence取较小的值。通过(Rout/RG1)把比例Ｐ设置为一个合适的值。对于小电流,可以获得较大的输出测量电压Vout,避免前述直接测量电流信号太小的缺点;对于较大的电流,又不会对电路的带载能力产生较大的影响。在电路的具体应用中,电路各参数具体计算要满足该芯片技术条件要求：
OUT端的输出电流Iout≤1.5mA OUT端的输出电压Vout
egis
图2 硬件组成框图
UnRtered
图3 MAX472在测试器中的应用
系统构成
系统硬件构成框图如图2所示。本检测器主要由电流检测电路、A/D转换电路、AT89C2051和键盘显示部分器两端的电压为负。
MAX472在电流测量电路中的应用
由于电流不能直接由A/D 转换器转换,因此必须先将其转变成电压信号,然后才能转换。所以,电流/电压转换电路在测试器中占有很重要的地位。
常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻,通过直接采集电阻两端的电压来获得电流。这种方法的较大的影响;当被测电流很小时,从电阻上直接取得的电压值又可能太小,影响测量准确度。因而,这种直接测量的方法很难选择一合适的阻值,以适应电流变化范围较大的情况,尤其是较小电流的准确测量。由于检测电流须在系统工作的情况下进行,所以上述的串电阻直接测量的方法不能满足本系统的要求。本电路采用两探头触点并接到被测电流的电路上,达到测量的目的。
通过调研和实验,最后选用美国MAXIM公司最新生产的电流／电压转换器MAX472,其响应时间、线性度、漂移等指标均很理想,且能适应大范围大电流的测量,经过验证和测试,很好地满足了设计的要求。MAX472在测试器中的应用电路如图3所示。
如需测量流经印刷底板某铜箔线中的电流,可将探针A和探针B并联在铜箔线上,而毋须切断铜箔或断开器件间的焊点串入电流表,并利用图3中Rsence与数厘米长的铜箔线并联,这样由于铜箔线AB段电阻RAB远远大于探头的输入电阻,从而强制将流经铜箔的电流分流至探头。经计算,Rsence =0.1 mΩ。设以1mm宽的印刷电路铜箔为例,测得其电阻率为2mΩ/cm,这样在AB探头并联在1cm铜箔线上时,流过铜箔线上的电流与探头电流之比为：
Iload / I铜箔=R铜箔/Rsence=20 优点是测量简单方便。但当被测电流较大而串入的电阻阻值又较大时,电阻的压降对电路的带载能力将产生UnReg组成。MAX472的SIGN端口与AT89C2051的P3.4相连,SIGN反映被测电流的方向。SIGN为低电平时,传感iste red
因此,流过探头电流为铜箔线电流的20倍,检测误差为5%,若AB间距扩大到5cm,则检测误差为1%。
电流采样电阻Rsence的选择很重要,它决定了电压／电流的转换比例P。对于较小的电流,Rsence的选择须使得Ｐ较大,才能使得转换得到的输出电压不至于太小而影响测量的准确度。而图２所示的MAX472的应用电路,正是可以通过调整其中的RG1、RG2和Rout来调整P,从而获得较理想的P。理想P的获得是一个试凑计算的过程。 为获得较宽的测量范围,在实际电路中,通过量程切换,改变输入电阻。
结语
在线电流检测器中,采用电流/电压转换芯片MAX472和AT89C2051单片机,可提高测量精度,并且实现智能化检测。MAX472的应用电路中,调整合适的P,可获得较高的测量精度。■
UnRegistered
MAX系列电流检测芯片
http://www.ednchina.com/blog/wang1jin/ 收集
高端电流检测芯片,大家可以在设计电路时候使用,比用运放搭的效果要好上很多.
摘 要： MAX471／MAX472是美国MAXIM公司推出的精密电流传感放大器。对它们的功能、特点及应用场合作了简单说明,并介绍了其引脚功能及工作原理,最后给出一个基于MAX471的电流传感实例。 关键词： 电流传感放大器 电流增益 输出电压
MAX471／MAX472是美国MAXIM公司生产的双向、精密电流传感放大器。MAX471内置35mΩ精密传感电自己的需要配置外接的传感电阻与增益电阻。MAX471／MAX472都可通过一个输出电阻将电流输出转化为对 MAX471／MAX472所需的供电电压VBR／VCC为3～36V,所能跟踪的电流的变化频率可达到130kHz。二者均采用8脚封装。
统及能源管理系统等。
１ 引脚说明 U
MAX471引脚图如图１所示,MAX472引脚图如图２所示。
各引脚功能说明如下：
SHDN为关闭信号,正常操作时接地;当它为高电平时,供电电流小于5μA。 nR MAX471／MAX472可广泛应用于电流供电系统、便携式设备、监控系eg地电压输出。 is阻,可测量电流的上下限为±3A。对于允许较大电流的场合,则可选用MAX472。在这种情况下,用户可根据tered
RS+为内传感电阻的电源端。
N.C．表示无内部连接。
RG1为增益电阻的连接端,增益电阻RG1连接到传感电阻的电源端。
GND为地端或电源负端。
SIGN为集电极开路逻辑输出。对于MAX471,SIGN为低电平表示电流由RS-流向RS+;对于MAX472,SIGN RG２为增益电阻的连接端,增益电阻RG２连接到传感电阻的负载端。
OUT为电流输出端,该电流的大小正比于流过传感电阻的电流。
２ 工作原理
MAX471的功能框图如图3所示,MAX472的功能框图如图4所示。 U Vcc为MAX472的正电源连接端。连接传感电阻与增益电阻。 nR egisRS-为内传感电阻的负载端。 tered为低电平表示Vsense（传感电阻两端的电压）为负。当SIGN为高电平时,SIGN呈高阻状态。
MAX471和MAX472电流传感放大器的独特布局大大简化了电流监控的设计。MAX471／MAX472包含两个放大器,如图３和图４所示。传感电流IsenseRsense从RS-（反之亦然）。输出电流Iout流过RG1和Q1还是RG2和Q2取决于传感电阻中电流的方向。内部电路（图中没有画出来）不允许Q1和Q2同时打开。MAX472除了传感电阻Rsense、增益电阻RG1和RG2外置外,其它用法和MAX471是一样的。
以图3为例,若传感电流Isense从RS+经精密传感电阻Rsense流向RS-,输出端OUT通过输出电阻ROUT接地（GND）。此时,Q2断开,放大器Ａ1工作,输出电流Iout从Q1的发射极流出。由于没有电流流过RG2,A1的反向输入端的电位就等于Rsense和RG2交点的电位;因A1的开环增益很大,其正向输入端与反向输入端基本上保持同一电位。所以,A1的正向输入端的电位也近似等于Rsense和RG2交点的电位。因此,传感电流Isense流过Rsense所产生的压降就等于输出电流Iout流过RG1所产生的压降,即
同理,若传感电流Isense从RS－经传感电阻Rsnse流向RS＋,则可得 综合上述两种情况,可得MAX471／MAX472输出电压方程
U
其中 Vout——期望的实际输出电压
Isense——所传感的实际电流
Rsense——精密传感电阻
Rout——输出调压电阻 nR eg istered
RG——增益电阻（RG＝RG1＝RG2）
对于MAX471,所设定的电流增益为：Rsense／RG=500×,Vout＝500××Isense×Rout。 当输出电阻Rout2kΩ时,在传感电流Isense允许变化范围（－3A≤Isense≤3A）内,输出电压Vout的变化范围为：－3V≤Vout≤3V 即满标电压值为3V。
特定的满标范围所对应的输出调压电阻Rout为： 但要注意,变化Rout时,须保证MAX471输出电压的上限值不能超过VRS＋-1.5V;对于MAX472,其输出电 MAX471／MAX472对瞬变电流的响应非常快,若要减弱由于噪声在输出端产生的干扰,可在输出调压电阻的两端并联一个1F电容（也可根据实验确定）进行旁路。这一电容的引入不会影响到MAX471／MAX472的使用性能。
３ 应用实例 UnR压的的上限值不超过Vcc-1.5V。 eg is tered
我们在设计斩波恒流细分步进电机驱动器时,需要对绕组电流进行检测,传统的方式是通过电流互感器、霍尔元件或检测电阻来实现的。由于检测电阻价格便宜、使用简单,因此应用比较广泛。但这种传统检测电阻的弊端是很明显的,一方面其阻值检测信号（电压信号）通过放大以后才能进入步进电机前级驱动电路的比较器,从而增加了电路设计调试时的复杂度。因此,有必要选用精密电流传感元器件来取代传统的检测电阻。
由于我们所设计的驱动器主要用来驱动75BF3型步进电机,而该电机的额定电压、额定电流分别为27V、 L——步进电机Ａ相绕组
R——泄放回路电阻
D——快恢复二极管
VT——功率开关管通断控制信号
图6为75BF3步进电机在单三拍运行方式下,运行频率为2000pps时 所得A相绕组的相控信号及电流传感器输出电压波形。
实验表明,以电流传感放大器件MAX471代替传统的取样电阻,不仅大大简化了电路的设计调试,节省了电路板空间;同时所得取样电压波形好,驱动器性能优越。
电流传感放大器MAX471／MAX472的应用非常广泛,以上仅是其中一个实例。
引言
根据测试系统的要求,往往需要采集被测对象的各种参数,如过渡过程的电压U、电流I等,这些量的采集是至关重要的,它们直接影响到整个测试系统的测试精度。 很多场合需在被测系统工作时,对其电流进行在线检测,因此如何无须串入电流表,直接对被测器件进行电流检测就相当重要。 UnReg Eg——步进电机相绕组供电电压 is3A ,故选用MAX471便可达到设计要求。该部分的电路如图5所示。图中所用其它元器件及符号说明如下： tere难以做的很小,影响到步进电机绕组电流上升前沿的陡度,且三相间难于精确匹配;另一方面,所得到的电流d
常规测量电流I的方法存在测量范围小、测量误差大等缺点。本文介绍的在线电流检测器采用电流/电压转换芯片MAX472,克服了常规方法的缺点,实现了电流的高精度测量。
MAX472的工作原理
MAX 472的工作原理如图１所示。方框内的部分是该芯片的内部结构,其中A1和A2是两个运算放大器,构成差动输入,这样可以增强抗干扰能力,提高小电流信号的测量准确度;Q1和Q2是两个三极管;COMP是一比较器;Rsence是电流采样电阻,采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。方框外面的部分是用户可以根据自己的需要而改变的电路。其工作原理详述如下：
假定电流是从左向右(如图１中Iload方向所示)流过电流采样电阻Rsence,通过一电阻Rout接地。这样,运放A1工作,产生电流Iout从Q1的发射极流出。而此时运放A2是截止的,没有电流从Q2流出。A1的负输入端(-)电位为：Vpower=Iload×Rsence,A1的开环增益使其正输入端(+)与负输入端(-)有相同的电位。故RG1的压降为：Iload×Rsence,经过计算,电压/电流转换的比例P由下式给出：
P=Vout/Iload=Rsence×(Rout/RG1)
根据上式Rsence取较小的值。通过(Rout/RG1)把比例Ｐ设置为一个合适的值。对于小电流,可以获得较大的输出测量电压Vout,避免前述直接测量电流信号太小的缺点;对于较大的电流,又不会对电路的带载能力产生较大的影响。在电路的具体应用中,电路各参数具体计算要满足该芯片技术条件要求：
OUT端的输出电流Iout≤1.5mA OUT端的输出电压Vout
egis
图2 硬件组成框图
UnRtered
图3 MAX472在测试器中的应用
系统构成
系统硬件构成框图如图2所示。本检测器主要由电流检测电路、A/D转换电路、AT89C2051和键盘显示部分器两端的电压为负。
MAX472在电流测量电路中的应用
由于电流不能直接由A/D 转换器转换,因此必须先将其转变成电压信号,然后才能转换。所以,电流/电压转换电路在测试器中占有很重要的地位。
常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻,通过直接采集电阻两端的电压来获得电流。这种方法的较大的影响;当被测电流很小时,从电阻上直接取得的电压值又可能太小,影响测量准确度。因而,这种直接测量的方法很难选择一合适的阻值,以适应电流变化范围较大的情况,尤其是较小电流的准确测量。由于检测电流须在系统工作的情况下进行,所以上述的串电阻直接测量的方法不能满足本系统的要求。本电路采用两探头触点并接到被测电流的电路上,达到测量的目的。
通过调研和实验,最后选用美国MAXIM公司最新生产的电流／电压转换器MAX472,其响应时间、线性度、漂移等指标均很理想,且能适应大范围大电流的测量,经过验证和测试,很好地满足了设计的要求。MAX472在测试器中的应用电路如图3所示。
如需测量流经印刷底板某铜箔线中的电流,可将探针A和探针B并联在铜箔线上,而毋须切断铜箔或断开器件间的焊点串入电流表,并利用图3中Rsence与数厘米长的铜箔线并联,这样由于铜箔线AB段电阻RAB远远大于探头的输入电阻,从而强制将流经铜箔的电流分流至探头。经计算,Rsence =0.1 mΩ。设以1mm宽的印刷电路铜箔为例,测得其电阻率为2mΩ/cm,这样在AB探头并联在1cm铜箔线上时,流过铜箔线上的电流与探头电流之比为：
Iload / I铜箔=R铜箔/Rsence=20 优点是测量简单方便。但当被测电流较大而串入的电阻阻值又较大时,电阻的压降对电路的带载能力将产生UnReg组成。MAX472的SIGN端口与AT89C2051的P3.4相连,SIGN反映被测电流的方向。SIGN为低电平时,传感iste red
因此,流过探头电流为铜箔线电流的20倍,检测误差为5%,若AB间距扩大到5cm,则检测误差为1%。
电流采样电阻Rsence的选择很重要,它决定了电压／电流的转换比例P。对于较小的电流,Rsence的选择须使得Ｐ较大,才能使得转换得到的输出电压不至于太小而影响测量的准确度。而图２所示的MAX472的应用电路,正是可以通过调整其中的RG1、RG2和Rout来调整P,从而获得较理想的P。理想P的获得是一个试凑计算的过程。 为获得较宽的测量范围,在实际电路中,通过量程切换,改变输入电阻。
结语
在线电流检测器中,采用电流/电压转换芯片MAX472和AT89C2051单片机,可提高测量精度,并且实现智能化检测。MAX472的应用电路中,调整合适的P,可获得较高的测量精度。■
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