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  • 采用電流源電路替代電壓源供電的缺點(diǎn)有哪些
    采用電流源電路替代電壓源供電的缺點(diǎn)有哪些
  • 采用電流源電路替代電壓源供電的缺點(diǎn)有哪些
  •   發(fā)布日期: 2020-03-24  瀏覽次數(shù): 955

    終于開始動手寫東西了,正好寫到這個(gè)開關(guān)檢測的方面。

    12V上拉電阻傳感器的問題 -1

     

    12V上拉電阻傳感器的問題 -2

    組合開關(guān)檢測

    以上寫過的關(guān)于組合開關(guān)阻值的采集和熱電阻的采集,在福特的參考中,實(shí)際上是要求采用電流電路替代電壓源供電的,電壓供電的缺點(diǎn)如下:

    1.12V供電電壓跨度很大9~16V,軟件需要采集12V電壓進(jìn)行修正,計(jì)算量較大,引入的誤差因素較多。

    2.5V系統(tǒng)供電雖然穩(wěn)定,但是帶來了很大的隱患,對地短路引起了電流負(fù)荷,對電源短路引起倒灌,保護(hù)加入二極管之后,二極管的導(dǎo)通電壓波動引起了采集的誤差。

    3.本身上拉電阻就存在誤差,12V系統(tǒng)的分壓電阻的誤差也客觀存在。

    當(dāng)然電壓供電的成本較低,可靠性相對較高,這是選擇它作為設(shè)計(jì)的一個(gè)要素。

    電流源電路的好處是可使用12V系統(tǒng)而不會引入電壓波動的問題,關(guān)于恒流源的電路設(shè)計(jì),參考有兩個(gè)

    模電書上的設(shè)計(jì):

    https://www1.gradjob.com.cn/EBSync/jpkc/education/chap4/concept4/42.htm

    Panic的細(xì)說恒流源

    https://blog.ednchina.com/panic/3473/message.aspx

    根據(jù)Panic的初始的電流源設(shè)計(jì),偶也想從功耗和準(zhǔn)確度上進(jìn)行篩選和重新設(shè)計(jì)。

    首先我們設(shè)計(jì)的范圍在于外部電阻從5.2千歐~51.1千歐,因此輸出的恒流源大小應(yīng)在80uA左右。

    R5:51.1KOhm ===》4.088

    R6:42.2KOhm ===》3.376

    R7:28.7KOhm ===》2.296

    R8:12.4KOhm ===》0.992

    R9:5.2KOhm ===》0.416

    需要注意的是地線一定要通過模塊的地接回,這樣可保證地偏移的移除。

    這是第一個(gè)可能用到的電路,就像Panic所說的那樣,最大的問題在于Vbe的變化,可能在0.4~1.2V之間波動(主要因素是溫度)加上電阻R1的精度,該電流源的問題相當(dāng)明顯,我們不能使用。

    電阻

    左半邊電路的分析:

    除開這個(gè)因素,我們來分析一下這個(gè)恒流源本身具有的誤差,一般的看Io=Vbe.Q1/R1

    假設(shè)上管為Q2,下管為Q1

    輸出電流:Io=Ic_Q2

    而Ie_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1

    Q1是在一定的線性放大區(qū)狀態(tài)下的,因?yàn)槠銫E電壓為Vbe.Q1+Vbe.Q2

    Ic_Q1=(Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2

    Ic_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1-Ib_Q2

    電路的誤差因素集中于Ib_Q1-Ib_Q2

    由于Q1是在線性放大狀態(tài)的Ib_Q1=((Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2)/hfe

    誤差因素變?yōu)椋ǎ╒cc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2)/hfe-Ib_Q2

    如果我們采用這個(gè)電路,需要協(xié)調(diào)電壓和R2的關(guān)系,如果采用12V供電,誤差隨著電壓變化。

    右半邊電路:

    Panic的原圖有錯誤,電源和地的位置搞反了,偶將之改正了。

    值得一提的是,如果以上的電路直接運(yùn)用在汽車電子上,即使精度上可以通過,在短路測試的時(shí)候也會出現(xiàn)巨大的問題,這是因?yàn)樵诙搪返臅r(shí)候Q2的壓降為 12V-Vbe,很容易導(dǎo)致三極管的損壞,而且在信號傳導(dǎo)干擾耦合信號線上時(shí),Q2也是異常脆弱的,不加保護(hù)這個(gè)電路很難使用。后續(xù)還會對Panic介 紹的和網(wǎng)上已有的恒流源電路進(jìn)行分析,本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,還是需要把一些考慮能夠提出,方便大家校核。最近在碼字,比較抑郁,分析一些其他電路轉(zhuǎn)換一下 心境。


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