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yz1000ac芯片工作原理图(电流测量的电路方案)

yz1000ac芯片工作原理图(电流测量的电路方案)芯片,也只有3个Pin脚。其中Pin2和Pin3两个引脚是电流检测的输入引脚,Pin1引脚是芯片检测后输出的一个电流信号。ZXCT1008芯片SW是一个等效的开关,开关导通,输入的VIN电源就会加载在直流电机两端,电机就会转动;SW开关断开,电机就会停止。类似于这样的一个电路,流过电机的电流该如何去测量呢?ZXCT1008芯片是Diodes专门用来检测电流的一种解决方案。它的工作电压在2.5V ~ 20V之间,测量电流的误差精度控制在1%左右。

电路中的电流,工程师该如何去测量呢?

这里面说的测量,并不是说用万用表仪器去测量,而是如何开发出一个电路,用电路检测的方法去实现自动测量,不需要借助仪器。

比如,工程师在开发一个含有电机控制的项目,需要实时检测电机的工作电流,它的电路可以简化成

yz1000ac芯片工作原理图(电流测量的电路方案)(1)

电机控制电路

SW是一个等效的开关,开关导通,输入的VIN电源就会加载在直流电机两端,电机就会转动;SW开关断开,电机就会停止。

类似于这样的一个电路,流过电机的电流该如何去测量呢?

01 ZXCT1008芯片

ZXCT1008芯片是Diodes专门用来检测电流的一种解决方案。它的工作电压在2.5V ~ 20V之间,测量电流的误差精度控制在1%左右。

yz1000ac芯片工作原理图(电流测量的电路方案)(2)

ZXCT1008芯片

芯片,也只有3个Pin脚。其中Pin2和Pin3两个引脚是电流检测的输入引脚,Pin1引脚是芯片检测后输出的一个电流信号。

既然有一个电流的输入检测功能,又有一个电流的输出功能,这两者之间有什么对应关系吗?别急,在芯片哥告诉你之前,我们来看一下它的具体测量电路是怎样的,这样才能更好地理解它的测量原理。

02 测量电路

如何用ZXCT1008芯片来测量电流呢?还是以一个简化的电机电路为例来说

yz1000ac芯片工作原理图(电流测量的电路方案)(3)

ZXCT1008芯片的测量电路

测量电路中,多了一个R1电阻,电流的方向是从左往右。

这个电阻,就是工程师常说的取样电阻,就是把R1电阻串联在电机中,这样只要测量出电阻流过的电流,就相当于测量出来了电机的流过电流。

要知道,串联电路,电流是相等的。

很显然,取样电阻R1的两端电压,是直接输入到ZXCT1008芯片的Vsense 引脚和Vsense-引脚里面的。

经过芯片内部的电路计算处理后,直接转换成一个电流信号从Iout引脚输出。取样电阻R1两端的电压,与Iout输出的电流,它们之间有一个倍增关系,可以表示为

Gm = 10000uA / V

Gm是增益,也就是放大倍数。按照这个关系式,假如取样电阻R1两端的电压值是100mV,那么芯片Iout输出的电流就是1mA。

Iout = 100mV * 10000uA/V = 1mA

芯片输出的1mA电流,再经过电阻R2的转换就向外输出电压Vout ,如果电阻R2的阻值设置为2.7K,Vout的电压值就为2.7V。

单片机通过ADC采集就获得了这个Vout电压值。

03 电流计算

单片机的ADC采集,可以读取芯片输出的Vout电压值,比如2.7V。那测量电机的电流又是多少呢?

单片机知道这个2.7V之后,工程师开发的软件代码程序,会执行一个电流的计算过程

通过这个Vout /R2,计算出芯片输出的电流值Iout;

通过Iout / Gm,计算出芯片输入的电压值,也就是取样电阻R1两端的电压值Vr1;

通过Vr1 / R1,计算出流过取样电阻R1的电流,从而获得了流过电机的电流。

最后可以计算出电机的电流为20A。

芯片哥想要强调的一个内容是,取样电阻R1的阻值,必须要设置符合它两端的电压不能超过500mV,这是因为芯片Vsense 引脚和Vsense-引脚之间的电压差不能超过500mV。

这就是一个电流测量的方案。方案的优点就是电路开发简单,计算过程也相对不复杂,测量的精度也控制在1%左右。

缺点是,由于ZXCT1008芯片每个引脚输入的电压最大只能为20V,因此测量的电路电压是不能超过20V的,也就是VIN电压不能超过20V,这就大大限制了它的应用范围,只适合一些小电压项目场景。

请持续关注【芯片哥】,后面会定期更新有关于电子元器件和芯片,包括一些电子产品项目开发案例的相关内容。

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