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低侧单向电流、单电源检测电路

news 2025/4/5 13:53:15

1 简介

该电路可以检测0A至1A的负载电流，并将其转换为0V至4.9V电压。

2 设计目标

2.1 输入

$I_{iMin} = 0A$
$I_{iMax} = 1A$

2.2 输出

$V_{oMin} = 0V$
$V_{oMax} = 4.9V$

2.3 电源

$V_{cc}=5V$
$V_{ee}=0V$

3 电路设计

根据设计目标，最终设计的电路结构和参数如下图：

注意事项：

使用精密电阻器最大程度地降低增益误差
为确保接近0V附近信号输出精度，需给负电源供一个小电源，具体数值取决于运放输出范围与供电范围关系
与反馈电阻器并联放置的电容器将限制带宽并有助于降低噪声

4 设计计算

该电路的传递函数：

$V_{o} = I_{i}*R_{1}*(1 + \frac{R_{3}}{R_{2}})$

定义分流电阻和分流电压

$V_{iMax} = 100mV @ I_{iMax} = 1A$

$R_{1} = \frac{V_{iMax}}{I_{iMax}} = \frac{100mV}{1A} =100m\Omega$

选择设置输出范围的增益电阻

$V_{iMax} = 100mV ,V_{oMax} = 4.9V$

$GAIN = \frac{V_{oMax}}{V_{iMax}} = \frac{4.9V}{100mV} =49\frac{V}{V}$

选择R2和R3

$GAIN = 1 +\frac{R_{3}}{R_{2}}$

选定R2= 7.5kΩ

R3 = R2 * 48 = 360kΩ

5 电路仿真

时域仿真：

频域仿真：

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原文地址:https://blog.csdn.net/mogutou520/article/details/141824903
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