V/I转换电路思考

xutong

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V/I转换电路思考

在解决客户问题中,客户使用的是TI的INA138的芯片,想用类比的芯片行不行?

当然可以,为什么可以.

如下图所示,INA138内部结构如下图1所示.

图1:INA138内部框图

INA138使用内部的三极管去抗共模电压,然后把电压通过电流的型式输出.那么使用类比的CSA系列也是一样做得到.

使用类比CSA构建大致情况如下.

图2:CSA构建电路

输出是通过R8体现,X1的输出减去Q1的Vbe,得到的电压在除R3等于Ib,Ib的值×β等于最终IC电流.

但是吧,X1的输出必须高于Vbe,所以直接在X1的REF引脚上接一个高于0.7V的偏置就可以了,如下图3所示.那么在类比的CSA上如何体现?见图4.

图3:VREF引脚

图4:CSA240

但这个电路要是三极管的VCE抗不了那么多电压怎么办,想出办法如下,使用TL431去处理,如图5所示.

图5:使用TL431处理部分电压降低VCE压降

但是又遇到些问题,TL431的最大耐压是36V,如果需要的电压范围很高咋办,难道我TL431去串?这个成本太高了,我觉得是无法接受的.

其实吧,直接串稳压管就行,但是稳压管的电流范围可能没那么宽,电流比较大的话,发热可能会比较厉害.TL431是我首先想到的,所以和大家分享下.另外我们查看TL431内部架构图,我们只要改变管子耐压也能解决我们的问题.内部架构图如图6所示.

图6:TL431内部架构图

仿真代码如下所示:

X1 R7_P R6_N V1_P V3_P X1_out lmv358 pinnames: inp inn vsp vsn out

V1 V1_P V3_P 5

V2 V2_P V3_P 3

R1 R10_P R1_N 20k

V3 V3_P 0 50

R2 R1_N Q2_C 1K

R3 R3_P V3_P 50k

R4 R7_P V3_P 1K

R5 R6_N V3_P 1K

R6 X1_out R6_N 1K

R7 R7_P V2_P 1K

R8 R8_P 0 1K

R9 R10_N R9_N 1k

R10 R10_P R10_N 1K

X$U1 R1_N Q2_C R9_N TL431/TI pinnames: REFIN ANODE CATHODE

Q1 Q1_C R3_P X1_out 0 Q2N2904

Q2 Q2_C R10_N R10_P 0 Q2N2904

V$IPROBE1 Q1_C R10_P 0.0

.GRAPH IPROBE1#p axisType="auto" persistence=-1 curveLabel="IC" analysis="tran|ac|dc" xLog="auto" yLog="lin" nowarn=true disabled=false

V$IPROBE2 Q2_C R8_P 0.0

.GRAPH IPROBE2#p axisType="auto" persistence=-1 curveLabel="ILOAD" analysis="tran|ac|dc" xLog="auto" yLog="lin" nowarn=true disabled=false

.GRAPH "V(X1_out)-V(Q1_C)" axisType="auto" persistence=-1 curveLabel="VCE_Q1" analysis="tran|ac|dc" xLog="auto" yLog="auto" nowarn=true disabled=false

.GRAPH "V(R10_P)-V(Q2_C)" axisType="auto" persistence=-1 curveLabel="VDIV" analysis="tran|ac|dc" xLog="auto" yLog="auto" nowarn=true disabled=false

.GRAPH "V(R9_N)-V(Q2_C)" axisType="auto" persistence=-1 curveLabel="V431" analysis="tran|ac|dc" xLog="auto" yLog="auto" nowarn=true disabled=false

.tran 1m

今天就先聊到这里了,拜拜~

hjl2832

这个东西，如果用分立元件去做，因为元件的差异性，肯定没有内部集成的好。

xutong

hjl2832 发表于 2024-4-12 08:33 这个东西，如果用分立元件去做，因为元件的差异性，肯定没有内部集成的好。

问题是你要好到那种程度，是不能接受β的漂移还是什么