MAX1455診斷削波升壓電路

MAX1455高性能低成本信號(hào)調(diào)理器具有輸出削波功能，是汽車應(yīng)用中非常重要的診斷工具。此功能可以檢測(cè)傳感器模塊的各種故障模式，包括故障傳感器。當(dāng)在削波期間向OUT引腳施加阻性負(fù)載時(shí)，削波電壓被拉離標(biāo)稱設(shè)定點(diǎn)。提出了一種防止輸出負(fù)載改變削波電壓值的解決方案。這是通過使用片內(nèi)非專用運(yùn)算放大器作為緩沖器來實(shí)現(xiàn)的。PGA和削波電路輸出從削波低電平到削波高電平的整個(gè)電壓范圍，運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載。本文檔還介紹了一種自定義預(yù)編程削波限制的方法。

MAX1455具有獨(dú)特的特性：輸出信號(hào)上的可編程模擬削波電平。此功能可以檢測(cè)線束和連接器中的開路和短路。它還可以檢測(cè)故障傳感器。

輸出削波功能（Clip-Top 和 Clip-Bot）設(shè)置可編程增益放大器 （PGA） 的輸出電壓上限和下限。削波功能在圖1455的MAX1框圖中突出顯示。

圖1.框圖顯示了PGA輸出端的診斷功能剪輯頂部和剪輯機(jī)器人。

典型的應(yīng)用圖如圖2所示。傳感器組件包含一個(gè)壓力或力傳感器和MAX1455信號(hào)調(diào)理IC。線束將傳感器組件連接到主電子控制單元 （ECU）。ECU為傳感器提供電源電壓（典型值為5V），并從傳感器接收模擬電壓信號(hào)。這三根線束線通常與其他線束捆綁在一起，并可能穿過傳感器和ECU之間的多個(gè)連接器系統(tǒng)。希望檢測(cè)電線或連接器中的開路，以便ECU可以采取適當(dāng)?shù)拇胧?。此操作可能包括關(guān)閉子系統(tǒng)、忽略可疑線上的所有測(cè)量值或激活警告燈以指示故障情況。

圖2.典型的傳感器接線配置。

在ECU的Vout線上使用上拉或下拉電阻已成為一種常見的做法，當(dāng)Vout線開路時(shí)，它將線路拉到定義的狀態(tài)，如圖2所示。R 的值濮或 R帕金森已使用2.2KΩ至10KΩ。當(dāng)Vout線路開路時(shí)，電阻將線路拉至電源軌，并保持穩(wěn)定在該值。通常，這會(huì)與空載或滿量程負(fù)載條件混淆。通過將傳感器的正常工作輸出限制在略微遠(yuǎn)離電源軌電壓的值，電源軌電壓被定義為異?；蚬收蠗l件（即Vout線路中的開路）。

當(dāng) R 值較低時(shí)濮或 R帕金森使用，并且需要精確控制削波電壓值，有時(shí)需要緩沖削波電壓，以防止負(fù)載將Vout信號(hào)拉離編程的削波設(shè)置。

MAX1455可能的削波電壓設(shè)置如表1所示。

MAX1455中用于產(chǎn)生削波電平的架構(gòu)導(dǎo)致輸出阻抗在從有源區(qū)域（無削波，有效輸出）轉(zhuǎn)換到削波區(qū)域（OUT飽和，削波高電平或削波低電平）時(shí)發(fā)生變化。有源區(qū)阻抗變化為2Ω

防止輸出負(fù)載改變削波電壓值的解決方案使用未專用運(yùn)算放大器作為緩沖器，如圖3所示。PGA和削波電路輸出從削波低電平到削波高電平的整個(gè)電壓范圍，運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)電阻負(fù)載。運(yùn)算放大器能夠?qū)⒇?fù)載驅(qū)動(dòng)至任一供電軌，但受限于輸入信號(hào)削波電平。

圖3.利用非專用運(yùn)算放大器作為輸出驅(qū)動(dòng)器/緩沖器。

甚至可以利用削波期間輸出的阻抗來產(chǎn)生新的削波電壓電平，這些電平對(duì)輸出負(fù)載效應(yīng)也不敏感。例如，VCLIP-HIGH = 4.70V的目標(biāo)規(guī)格可以通過進(jìn)行微小的電路更改來滿足，如圖4所示。原理變化是在MAX1455輸出線路上增加一個(gè)電阻RADJ，有意將削波電壓從設(shè)定值拉到一個(gè)新的期望值。輔助運(yùn)算放大器再次用作主輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，用作單位增益緩沖器。

圖4.故意將削波電壓從設(shè)定值拉到新的所需值，并用R返回新的所需值調(diào)整后.

使用的剪輯設(shè)置點(diǎn)為 CLIP[1：0] = 11，對(duì)應(yīng)于剪輯高。削波低電平 = 4.75/2.50V。由于內(nèi)部固定電路配置，削波高設(shè)定點(diǎn)電壓具有E0mV的固有失調(diào)。當(dāng)輸出處于有源區(qū)域（0.250V < VOUT < 4.750V）時(shí)，電阻RADJ對(duì)OUT信號(hào)沒有影響，因?yàn)镽OUT<2Ω。但是，由于RADJ的負(fù)載，削波高壓會(huì)降低，并產(chǎn)生4.70V的實(shí)際輸出削波電平。

VCLIP-HIGH (actual) = 4.75V E21mV E130Ω x (4.75V-0.21V)/(130Ω+18kΩ) = 4.70V

其他削波電壓值可以用類似的方式獲得。

審核編輯：郭婷