Интегральный датчик тока MAX471 - Технология - Скачать бесплатно

Интегральный датчик тока MAX471



 В рамках курсового проектирования мною была разработана 
поведенческая PSpice макромодель новейшего интегрального датчика тока фирмы Maxim
Dallas  MAX471 и её условное графическое изображение для среды проектирования
MicroCAP-7. Проведён математический анализ работы схемы. Проведены тесты
макромодели на соответствие её характеристик ведущим параметрам реальной ИС по
DataSheet  http://www.datasheetcatalog.com.



 Введение 2

1. Технически характеристики ИС датчика тока MAX471 3

2. Математическая модель 5

3. Поведенческая модель Pspice модель 6

4. Тестирование модели датчика тока MAX471 8

Тест-1.  Проверка коэффициента преобразования 9

Тест-2. Проверка работы компаратора направления тока. 10

Тест-3.  Проверка работы режима Shutdown Mode 11

Тест-4. Проверка времени установления VOUT 12

Тест-5. Проверка порогов компаратора тока 13

Выводы 14





Введение



Обычная  схема измерения тока на дискретном дифференциальном операционном
усилителе с резисторным датчиком тока будет больше и дороже, чем реализованная на
интегральной микросхеме.  

Например, ИС MAX471, интегрирует усилитель и 35 м? резисторный датчик и способен
к считыванию постоянных токов до 3A.

ИС MAX472 может измерять большие токи, но при этом используется внешний
резисторный датчик тока.

Это очень удобные датчики, поскольку они формируют сигнал о токе относительно
общего провода, что позволяет упростить схемы контроля токов. Датчик MAX471 даже
не требует отдельного источника питания, допуская входное напряжение до 40В.

Обе схемы чрезвычайно экономичны и могут работать в портативной аппаратуре.

            
Микросхемы совершенно новые, поэтому актуально создание модели этих ИС для
моделирования различных схемных проектов в MicroCAP.



1. Технически характеристики ИС датчика тока MAX471





2. Математическая модель 



            
Упрощенная схема одной секции датчика тока, пригодная для аналитического анализа
показана на рис 4. На рис. 5. показана эквивалентная схема замещения. 



Рис. 4. Интегральный датчик тока

 



Решив эту систему, найдем выражение для выходного напряжения. 



 

Для упрощения формул примем, что ОУ идеальные и обладают бесконечным
усилением.





Для упрощения формул примем, что транзистор имеет большое усиление





Тогда крутизна преобразования тока в напряжение

 

Отсюда следует, что если вы пользуетесь интегральной микросхемой такого типа, то
требуемый

коэффициент преобразования легко установить выбором RL. 



Для схемы с указанными номиналами, при RL=2 кОм, имеем.



 Таким образом, крутизна преобразования тока в напряжения нашей схемы 1
В/А при RL=2 кОм.





3. Поведенческая модель Pspice модель

 

        Исходя из логики работы данной ИС,
была разработана схема поведенческой модели (рис. 6). 



Листинг-1



.SUBCKT MAX471   RS+  RS+  RS-  RS- OUT 
SIGN  SHDN  GND 

E_AB1       2 0 VALUE {A (V(1))}

R_Rp         3 RS+  100K 

R_Rshdn   0 RS+  2MEG

R_RS         RE+ RE-  0.035 


E_E1         GND 4 RS+ RS- 45.2

R_Rsd        GND SHDN  2.4MEG  

G_G1         RS- OUT 2 GND 1e-3

S_S1         SIGN GND 1 GND S1

S_S2         3 GКD SHD GPD S2

* Filter

RF 4 1     10K

CF 1 GND   100p 

.MODEL       S1 VSWITCH Roff=10e6 Ron=100
Voff=-200mV Von=20000mV

.MODEL       S2 VSWITCH Roff=10e6 Ron=100 Voff=2.4V
Von=0.7V

.ENDS

Выводы



Результаты тестов подтверждают, что представленная модель по ведущим
параметрам соответствует микросхеме MAX471 и может быть использована для
моделирования больших ответственных проектов при проектировании аппаратуры.



Литература:



1. Дьяконов В. П. Maple-9 в математике, физике, образовании. М.:
СОЛОН-Пресс, 2004г.

2. В. Д. Разевиг. Система проектирования OrCAD 9.2. СОЛОН. Москва 2001г.

3. Разевиг В. Д.Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. -М.:
Горячая линия-Телеком, 2003.

4. Поведенческое моделирование в PSPICE.  Схемотехника №3, №4, за
2003г.

5. Создание аналоговых PSPICE- моделей радиоэлементов. Петраков О. М.
«РАДИОСОФТ», 2004г.

6. Баскаков С. И. Лекции по теории цепей. М.: Изд-во    МЭИ,
1991г.   

7. Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей. М.; Радио и связь,
1986г.

8. И. Влах, К. Сингхал. Машинные методы анализа и проектирования электронных
схем.  Москва «Радио и Связь» 1988г. 

9. Б. А. Калабеков, В. Ю. Лапидус, В. М. Малафеев. Методы
автоматизированного проектирования электронных схем в технике связи. М.: Радио и
связь, 1990г.

10. Разевиг В. Д.  Моделирование аналоговых электронных устройств на
персональных ЭВМ. Изд-во МЭИ, 1993г.

11. Хайнеман Р. PSpice моделирование электронных схем. ДМК  Пресс,
2002г. 

12. http://pspice.narod.ru  Электронный САПР. Моделирование.
Схемотехника.