检测过流情况的电路分析

专为检测过流情况而设计的 IC 有很多种，例如来自 Texas Instruments 的 INA300 电流检测比较器。 INA300 工作电源为 5 V，但可以适应高达 36 V 的共模电压。过流阈值可调节并且可通过数模转换器 （DAC） 或外部电阻器进行设置。 响应时间在 10 μs 和 100 μs 之间。 警报输出引脚或跟随输入状态（透明模式），或在过流状态后锁闭。 在闭锁模式下，系统微控制器清除闭锁以确认收到警报。

图 2： Texas Instruments 的 INA300 通过多种功能针对过流情况提供保护，包括可编程阈值电压和响应时间。 （图片由 Texas Instruments 提供）

图 3 显示具有独立高速保护电路的电流控制系统。 analog Devices 的 AD8211 可放大分流电阻器两端的电压并提供控制回路的反馈信号。 该器件可抑制高达 65 V 的共模电压并提供接地参考的缓冲输出，适用于连接至模数转换器 （ADC）。

图 3： AD8211 和 AD8214 组合在一起形成电流监控和检测系统，可以在不到 100 ns 内响应过流情况。 （图片由 Analog Devices Inc. 提供）

保护功能由另一 Analog Devices 元器件 AD8214 提供。 这是一款响应快速、共模电压高的电流分流比较器，可以在 100 ns 内迅速提供过流检测信号。 AD8214 有内置齐纳稳压器，使其工作电压可高达 65 V。

故障来源

对于低电流应用，可以尽量降低成本并使用标准功率电阻器作为分流器来测量电流，但分流器的容差会直接影响过流检测的精度。 大电阻值可以提高信号幅值，但也会产生较多热量并引致成本增加，因为可能需要增加散热器或其他热量管理方法。

如果分流电阻器要用作控制系统的一部分（如图 3 所示），电压信号将有较大动态范围，因此低容差和低电阻温度系数 （TCR） 的精密电阻器是首选。