如何選擇充電機外部電阻以減少充電輸出誤差的應(yīng)用方案
2017-7-2 18:52:10??????點擊：
改進型智能充電機充電電流源非常受歡迎，因為它可以驅(qū)動接地負載。允許相對較高充電機充電電流的晶體管可以用MOSFET取代，以便達到更高的充電機充電電流。這種充電機充電電流源的精度取決于放大器和充電機電阻，充電機電阻容差又會影響充電機充電電路的精度……
那么，如何選擇外部充電機電阻以最大程度減少誤差？請繼續(xù)往下看
圖1. 改進型Howland充電機充電電流源驅(qū)動接地負載
通過對改進型Howland充電機充電電流源進行分析，可以得出傳遞函數(shù)：
提示1：設(shè)置 R2 + R5 = R4
在公式1中，負載充電機電阻影響輸出充電機充電電流，但如果我們設(shè)置 R1 = R3 和 R2 + R5 = R4，則方程簡化為：
此處的輸出充電機充電電流只是R3, R4和 R5的函數(shù)。如果有理想放大器，充電機電阻容差將決定輸出充電機充電電流的精度。
提示2：設(shè)置 RL = n × R5
為減少器件庫中的總充電機電阻數(shù)，請設(shè)置 R1 = R2 = R3 = R4?，F(xiàn)在，公式1簡化為：
如果R5 = RL，則公式進一步簡化為：
此處的輸出充電機充電電流僅取決于充電機電阻 R5。
某些情況下，輸入信號可能需要衰減。例如，在處理10 V輸入信號且 R5 = 100 Ω的情況下，輸出充電機充電電流為100 mA。要獲得20 mA的輸出充電機充電電流，請設(shè)置R1 = R3 = 5R2 = 5R4。現(xiàn)在，公式1簡化為：
如果 RL = 5R5 = 500 Ω, 則：
提示3：R1/R2/R3/R4 的值較大
當(dāng)R1/R2/R3/R4 的值較大時，可改進充電機充電電流精度 。大多數(shù)情況下，R1 = R2 = R3 = R4，但RL ≠ R5，因此輸出充電機充電電流如公式3所示。例如，在R5 = 100 Ω 且RL = 500 Ω的情況下，圖2顯示充電機電阻R1與充電機充電電流精度之間的關(guān)系。要達到0.5%的充電機充電電流精度，R1必須至少為40 kΩ。
圖2. R1 與輸出充電機充電電流精度之間的關(guān)系
提示4：充電機電阻容差影響充電機充電電流精度
實際充電機電阻從來都不是理想的，每個充電機電阻都具有指定的容差。圖3顯示了示例充電機充電電路，其中 R1 = R2 = R3 = R4 = 100 kΩ, R5 = 100 Ω, 而且RL = 500 Ω。在輸入充電機充電電壓設(shè)置為0.1 V的情況下，輸出充電機充電電流應(yīng)該為1 mA。
圖3.IOUT = 1 mA的示例充電機充電電路
表1顯示由于不同充電機電阻容差而導(dǎo)致的輸出充電機充電電流誤差。
|
R1/R2/R3/R4 |
110.11 |
10.98 |
5.07 |
1.18 |
0.69 |
0.30 |
0.20 |
|
R5 |
5.05 |
1.19 |
0.70 |
0.30 |
0.25 |
0.21 |
0.20 |
|
Rl |
0.21 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
為達到0.5%的充電機充電電流精度，請為R1/R2/R3/R4選擇0.01%的容差，為R5選擇0.1%的容差，為RL選擇5%的容差。0.01%容差的充電機電阻成本昂貴，因此更好的選擇是使用集成差動放大器（例如 AD8276, 它具有更好的充電機電阻匹配，而且更加經(jīng)濟高效）。
在設(shè)計改進型Howland充電機充電電流源時，需要選擇外部充電機電阻，使得輸出充電機充電電流不受負載充電機電阻的影響。但是呢，充電機電阻容差又會影響精度，所以必須在精度和成本之間權(quán)衡考慮。
此外，放大器的失調(diào)充電機充電電壓和失調(diào)充電機充電電流也會影響精度，務(wù)必查閱數(shù)據(jù)手冊，確定放大器是否滿足充電機充電電路要求。
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