LT199系列檢流放大器應(yīng)用-電池電流測量

LT199系列檢流放大器

更少組件數(shù) 更小型化

在電池監(jiān)控（battery monitoring)、特別是電池電量檢測（battery fuel gauge）應(yīng)用中，通常會測量電池包（battery pack）的三個信號：溫度、電壓和電流。一般來說，可以通過放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）以及微控制器（MCU）來執(zhí)行這些監(jiān)控或測量任務(wù)。利用這些測量的信息來構(gòu)建對電池狀態(tài)和運行狀況的優(yōu)化跟蹤，從而提供一個整體優(yōu)化的解決方案。與使用單獨的運算放大器相比，LT199系列檢流放大器（current sense amplifier）為電流信號檢測提供了集成的測量電路以提供更直接和更少組件數(shù)的應(yīng)用解決方案，同時，整體解決方案小型化。

應(yīng)用說明

LT199系列檢流放大器

在這種集成的電流檢測應(yīng)用中，需要計算和優(yōu)化系統(tǒng)級的電流測量精度。影響LT199系列檢流放大器測量精度的主要參數(shù)是輸入失調(diào)電壓（input offset voltage）、增益誤差（gain error）、以及器件工作溫度范圍內(nèi)的相應(yīng)參數(shù)漂移（temperature drift）。

如果電流測量方案采用高精度零漂移運算放大器，例如，LTC8331（輸入失調(diào)電壓±15μV），對于50mV差動電壓信號，15μV的偏移量會產(chǎn)生0.03%的測量誤差；同時，對于具有0.05μV/℃最大漂移特性的LTC8331來說，100℃的溫度漂移會導(dǎo)致額外的5μV的偏移，也就是說，50mV輸入信號將產(chǎn)生額外的0.01%測量誤差。

采用集成式檢流放大器LT199能夠精確監(jiān)測電源軌上0V至26V的電流信號，該器件具有集成的、精確匹配的薄膜電阻器（TFR），最大增益誤差＜1%（注：LT199G2的增益為量產(chǎn)測試項，典型值為100.465倍，偏差＜±0.5倍，即最大增益誤差為0.5%）和10ppm/℃增益漂移（即，在100℃溫度變化下額外的0.1%誤差）。該器件在測量12V電源軌時，具有±150μV最大輸入失調(diào)電壓；在測量“5V以下”電源軌應(yīng)用時，LT199具有＜±50μV的最大輸入失調(diào)電壓。LT199漂移特性為＜0.5μV/℃（即，在100℃溫度變化時額外增加50μV偏差）。因此，LT199的最大誤差約為1.1%，僅0.05%的誤差歸因于溫度的變化。

如果在應(yīng)用LT199時，VDD電源電壓直接連接至VBUS，由于VBUS電壓軌變化量可能較大，根據(jù)器件的PSRR性能，可進一步計算出由此所引入測量誤差。例如，LT199PSRR＞120dB，VDD電源電壓變化量為1V時，對于50mV差動電壓信號，將會產(chǎn)生額外0.002%的測量誤差。請注意，LT199檢流放大器的輸入架構(gòu)不同于傳統(tǒng)的軌至軌運算放大器，見下圖所示，其共模輸入電壓范圍VCM不受VDD電源軌的限制，即：VDD在3.3V穩(wěn)定電源電壓時，LT199輸入端可連接至高達24V的電壓軌以檢測高邊電流信號。