利用0至1V模擬乘法器實現(xiàn)電池供電系統(tǒng)的精確功率管理
摘要:有些系統(tǒng)要求測量輸出到負載的功率,這比通過傳統(tǒng)的電流檢測放大器簡單測量電流更為重要。負載功率測量可以精確管理電池或交流適配器供電設(shè)備的功率。該應(yīng)用筆記顯示了創(chuàng)建一個簡易模擬乘法器(用MAX4210D/E/F)的方法,將兩路0到1V的輸入信號相乘,從而實現(xiàn)精確的負載功率測量。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/180834.htm負載功率測量的重要性
在筆記本電腦應(yīng)用中,負載功率的測量往往非常重要,此類應(yīng)用中,整個電路(負載)是由鋰離子(Li+)電池供電或由同時向電池充電的交流適配器供電。因為每個電源的輸出電壓不同,負載電流也不同。通常情況下,交流適配器輸出16V,而電池包由3節(jié)Li離子電池組成,充滿電時電壓約12.6V,完全放電時約為9V。
要精確管理電路中的功率,僅僅測量負載電流是不夠的,因為那樣無法給出正在使用哪種類型的電壓源的信息。此外,有些便攜式應(yīng)用中的微控制器所能提供的引腳有限,所以需要直接測量功率,而不是分別測量電壓和電流,然后在固件中相乘。
MAX4210D/MAX4210E/MAX4210F為高邊電流和功率監(jiān)測器,具有內(nèi)部真模擬乘法器。這些器件可以直接將電池電流和0到1V的輸入電壓相乘。但如果需要簡單的將兩個0到1V的信號相乘,輸入共模電壓門限(4.5V最小)將使電路無法工作。
圖1顯示了利用MAX4210D/E/F與一個MAX4477運放和n溝道MOSFET構(gòu)建0到1V模擬乘法器的電路。該電路可以將最高1V的2個獨立輸入電壓相乘。
圖1: 采用MAX4210D/E/F和MAX4477構(gòu)建通用的1V模擬乘法器。
本應(yīng)用筆記以MAX4210E為例;MAX4210D和MAX4210F也可以用于構(gòu)建通用模擬乘法器。
在圖1電路中,輸入電壓V1通過運放、MOSFET和R1電阻轉(zhuǎn)換成電流;R2電阻再將其轉(zhuǎn)換至較小的電壓。這個小電壓連接至MAX4210E的差分輸入。MAX4210E允許的最大輸入檢測電壓為150mV。據(jù)此,選擇R1和R2值:R1 = 1kΩ 和R2 = 150Ω 。整個電路的電源VCC為5V;MAX4210E具有25V/V的增益。因此,滿幅輸出電壓為3.75V。
電路中應(yīng)選擇輸入共模電壓范圍包含地、而且精度應(yīng)該優(yōu)于MAX4210E的運算放大器。25°C時,MAX4210E的總輸出誤差小于滿量程輸出(FSO)范圍的±1.5%。MAX4477具有pA級的超小偏置電流,輸入電壓偏置小于350μV,CMRR至少90dB;因此,所引入的誤差相比于MAX4210E可以忽略。
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