在大多数现代汽车中,发动机控制单元(ECU)或发动机控制模块(ECM)监控整个发动机中的各种传感器,控制燃油喷射量、点火正时、可变凸轮正时和其他外围设备。如果一个错误条件导致负载电流超过预设的限制,ECU必须检测到它并关闭相关电路以保护电子元件。的电路图1可检测到过流情况,并在100ns内向ECU发送告警信号。
该电路采用AD8214高压阈值检测器。该芯片的2.4 v系列稳压器,参考了电源电压,允许电路由汽车电池供电,而不会因电池电压变化而降低性能。快速,高共模电压阈值检测器,如这种电流输出作为非常快的比较器。电路检测到控制回路高侧的过流情况,并迅速关闭控制回路,防止通过分流电阻流向负载的过大电流造成的损坏。
当In -大于In+时,阈值探测器输出电流小于100na;当In+大于In -时,输出电流为1ma。输入到输出的响应时间通常小于100 ns,即使使用超驱动电压小(图2) (In+ - In -)。滞后(典型的10毫伏)将系统噪声的影响降到最低,防止误触发。
在运行中,一个电压降是通过一个小串联电阻,r分流,它携带的主要电源电流到负载。这个电压降驱动比较器的反相输入相对于正电源为负。R1和R2形成一个横跨稳压器的分压器。比较器的另一个输入端连接到这个分压器,因此当通过分流电阻的电压超过所选阈值时比较器跳闸。
电路的输出电流,100na或1ma,驱动接地参考电阻发展逻辑电平,由负载电阻R值决定l.Rl= 5 kΩ,数字输出D_OUT,可连接到ECU,在负载时发出报警信号。
如前所述,当In -相对于In+被驱动为负时,一个10 mv的迟滞被激活,比较器输出从off切换到on。因此,为了恢复输出到零,输入极性必须颠倒10 mV超出原来的阈值。
比较器的阈值电压由R1和R2设定。对于期望的最大电流10a和R分流器= 0.005 Ω,阈值输入电压为VTH= 10 A × 0.005 Ω = 50 mV。R1和R2之间的总电压总是2.4 V。这些电阻的值是根据期望的阈值电压来选择的,使用公式:
VTH= 2.4 V \ \ [R1 / (R1 + R2) \ \]
为了支持10-A跳闸点,R1和R2的值分别为1.6 kΩ和75 kΩ。
如果输入信号的变化慢到足以影响传播延迟,那么当斜坡速率小于100 mV/µs时,在等待输出响应时,在输入处积累的误差通常小于15 mV。
该电路能够处理非常大的负载电流,这使得它在许多汽车应用中非常有用。因为AD8214直接从电池供电,分流电阻必须在高侧。只要电池电压在5 V到65 V之间,该设备就会监测负载电流。
在噪声环境中,滞后也是一种资产汽车应用程序(图3).当阈值超过时,输出很快从低切换到高。但当输入电压恢复时,输出仅在10 mV以上的新阈值恢复(从高到低)。