精准电流检测及快速短路保护-TLV9062助力扫地机器人研发

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精准电流检测及快速短路保护-TLV9062助力扫地机器人研发 [复制链接]

  随着城生活节奏加快以及生活品质的不断提高，扫地机器人成为了年轻的都市白领的新宠。扫地机器人通常由主机、尘盒、遥控器、充电座等组成。扫地机器人不仅可以完成琐碎的扫地工作，还可以自动回充，通常使用20V适配器和4节锂电池串联供电。

锂电池充电管理可分为集成方案和分立方案，集成方案通常采用BQ24610或BQ24773（SMBUS/I2C接口）,具有±0.5% 充电电压和±2% 充电电流精度，带有电源路径管理将系统电压稳定在电池电压，无电池或电池深度放电的情况下支持系统即时启动操作。

分立方案通常由MCU,MOS和运放构成（如图1所示），MCU实时采样电池的充电电压和充电电流，充电截止电流通常是充电电流的1/5~1/10。普通的运放由于本身的输入Offset偏置电压 (~3mV) 过大，使得充电电流采样的精度不高。例如，对于10mR的电流检测电阻在1A和0.2A充电时，运放引起的测量误差高达30%和150%，而采用TLV9062为前级运放，误差仅3%和15%

TLV9062是双通道低压5V放大器， 300uV的输入offset特别适用于高精度的电流检测前级放大，具有具有轨至轨输入和输出摆幅能力。此外，TLV9062还可以作为电压反馈前级buffer，0.5pA的输入漏电流可选用更大阻值的分压电阻，减少系统待机功耗。

图1 TLV9062用于扫地机锂电池充电管理

滚轮的好坏决定了扫地机器人的爬坡越障能力，滚轮动力越强劲，则扫地机器人的穿梭能力就越高效。考虑到实际应用中可能引起滚轮过载或堵转，MCU需要实时去采样滚轮电机电流并作相应的保护动作，TLV9062同样适用于直流电机电流前级放大，如图2，10M单位增益带宽让设计者获得更小的信号延时和失真。

图2 TLV9062用于直流电机电流前级放大

目前大部分的扫地机的边刷电机驱动都是采用单MOS管PWM驱动方式，当边刷上缠绕过多毛发，就会不可避免的会出现边刷电机堵转的情况，严重时可能烧毁电机。图3电路采用TLV9062作为电机电流前级放大，送至ADC采样监控电流，后级采用TLV9062作为比较器，当电机堵转时快速关断MOS管，保护边刷系统。该电路为无滞回比较器，TLV9062也可以设计为带滞回比较器，详细请参考应用手册SOBA219。

图3 TLV9062用于直流电机堵转保护

具体看一下TLV9062 的详细介绍

描述
TLV9061（单通道）、TLV9062（双通道）和 TLV9064（四通道）是单路、双路和四路低压（1.8V 至 5.5V）运算放大器，具有轨至轨输入和输出摆幅能力。这些器件是具有高成本效益的解决方案，适用于需要低工作 电压、 小型封装尺寸和高容性负载驱动能力的应用。虽然 TLV906x 的容性负载驱动能力为 100pF，但电阻式开环输出阻抗便于在更高的容性负载下更轻松地实现稳定。此类运算放大器专为低工作电压（1.8V 至 5.5V）而设计，性能规格类似于 OPAx316 和 TLVx316 器件。TLV900x 器件具有关断模式，允许放大器切换至典型电流消耗低于 1μA 的待机模式。TLV906xS 系列有助于简化系统设计，因为该系列具有稳定的单位增益，集成了 RFI 和 EMI 抑制滤波器，而且在过驱条件下不会出现反相。

特性
轨至轨输入和输出
低输入偏移电压：±0.3mV
单位增益带宽：10MHz
低宽带噪声：10nV/√Hz
低输入偏置电流：0.5pA
低静态电流：538μA
单位增益稳定
内部射频干扰 (RFI) 和电磁干扰 (EMI) 滤波器
可在电源电压低至 1.8V 的电压下运行
由于采用了电阻式开环输出阻抗，因此在更高的容性负载下可更轻松地实现稳定
关断版本：TLV906xS
扩展温度范围：–40°C 至 +125°C

功能框图

TLV9062的详细资料见查看详情。