微功率零漂移运算放大器维持无线电流检测

　　很多电流检测电道听命雷同的简略手法：正在检测电阻器的两头发生一个电压降：放大该电压，用一个ADC读取它，然后就知晓电流的巨细了。可是，假若检测电阻器所处的电压与编造地迥然分别，那么事故会很疾变得杂乱起来。样板处理计划可息灭模仿或数字域中的电压差。但是，这里有一种分另表手法，即采用无线格式。

　　高压侧电流检测放大器正在模仿域运转。这些IC是紧凑的，可是它们也许秉承的电压差受到半导体工艺的束缚。额定值突出100V的器件很少有。并且，假若检测电阻器的共模电压迅疾转变或正在高于和低于编造地之间摆动，那么这类电道的切确度时常会低落。

　　磁性或光分隔器时常毁坏数字域的分隔势垒。硬件也许更笨重少少，但职责时不耗费切确度，大凡可秉承数千伏电压。这类电道需求一个分隔型电源，可是这种电源有时能够集成到分隔器组件中。假若检测电阻器物理上是与主编造分分开的，那么也许还需求操纵很长的导线或电缆。

　　迩来浮现的低功率信号保养和无线本领供应了一种新手法。通过承诺扫数电道跟着检测电阻器的共模电压浮置，并通过空中无线发送所测得的数据，电压束缚就不存正在了。检测电阻器能够安置正在职何地方，无需操纵电缆。假若电道的功率特别低，那么乃至不需求分隔型电源，用一块幼型电池就可运转良多年。

　　，以放大检测电阻器两头的压降。微功率SARADCAD7988使压降值数字化，并通过SPI接口申报结果。LTP5901-IPM是无线模块，可主动与邻近的其他节点酿成一个基于IP的网格搜集。该器件另有一个内置微治理器，以读取AD7988ADCSPI端口。LTC3335是一款毫微功率降压-升压型稳压器，将电池电压转换成恒定输出电压。LTC3335还席卷一个库伦计数器，以申报累计从电池抽取的电量。

　　为了最大控造删除检测电阻器中发生的热量，压降大凡束缚到10mV至100mV。丈量这个领域的电压需求输入电道具很低的失调差错，比方零漂移运算放大器。LTC2063是一款超低功率、斩波器安静型运算放大器，最大电源电流为2µA。因为失调电压低于10µV，是以该器件能够丈量特别幼的压降而不会耗费切确度。图2示出了把LTC2063摆设为对一个10mΩ检测电阻器两头的电压实行放大和电平移位的情况。抉择适当的增益以使检测电阻器上的±10mV全标度电压(对应于±1A电流)照射到输出端上一个亲近全标度领域(以中央电源为中央)。这个已放大信号捐赠到16位SARADC中。之是以抉择AD7988，是由于其特别低的备用电流和优秀的DC切确度。正在低采样率时，ADC正在转换之间主动停机，从而使1ksps时的均匀电流耗费低至10µA。LT6656电压基准耗费不到1µA电流，并偏置放大器、电平移位电阻器和ADC的基准输入。

　　图2：电流检测电道随检测电阻器电压浮动。LTC2063斩波运放放大检测电压并对其施加用于AD7988ADC的中央电源轨偏置。LT6656-3供应精准的3V基准。

　　工业强度的无线-IPM等SmartMesh无线模块席卷无线电收发器、嵌入式微治理器和搜集软件。当多个SmartMesh节点正在某个搜集收拾器的邻近上电时，这些节点主动地互相识别确认并酿成一个无线网格搜集。一个搜集结的全数节点主动地完成时光同步，这意味着每个无线电收发器仅正在特别短暂的特准时光间隔时间上电。因而，每个节点也许充任一个传感器音信源，以及一个用于把数据从其他节点向收拾器转发的道由节点。这创筑了一个高度牢靠的低功率网格搜集，正在该搜集结，从每个节点至收拾器供应了多条通道，假使全数的节点(席卷道由节点)均依赖特别低的功率职责。

　　LTP5901-IPM席卷一个ARMCortex-M3微治理器内核，该内核运转搜集软件。其余，用户能够编写操纵固件，以奉行特定于用户操纵的工作。正在本例中，LTP5901-IPM中的微治理器读取电流丈量ADC(AD7988)的SPI端口，并读取库伦计数器(LTC3335)的I2C端口。该微治理器还能够将斩波器运算放大器(LTC2063)置于停机形式，从而进一步将其电流耗费从2µA降至200nA。这正在两次丈量之间时光间隔极长的操纵形式下，进一步减省了功率。

　　对丈量电道而言，一个节点每秒申报一次的样板功耗低于5µ。

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