Detección de corriente de rango automático

Estoy tratando de implementar un circuito de detección de derivación actual. Esto debería ser automático y actualmente quiero que mida uA a alrededor de 200 mA, y cambie al rango de mA a alrededor de 200 uA. Esto es para perfilar perfiles activos y de suspensión en microcontroladores. Entonces finalmente se conectará con un ADC.

El circuito consta de lo siguiente:

  • 2 x LTC6102: estos son amplificadores de detección de corriente y se alimentan con dos resistencias de derivación de diferentes tamaños. 10 ohmios para el rango uA, 10m ohmios para el rango mA.

  • 1 x LT1016 Comparador activo bajo: estoy usando esto aquí para cambiar al rango de mA. Con una referencia de 3v3.

  • 1 x PMOS: se usa para acortar la conexión de la resistencia de 10 ohmios cuando la corriente cambia a mA.

Entonces la teoría ideal de operación es:

  • Medición de una cantidad baja de uA. El microcontrolador se enciende y consume mA, esto hace que el nodo uA se sature, encienda el comparador y, por lo tanto, el PMOS cortocircuitando la resistencia de 10 ohmios y ahora usamos los 10m.

Aquí está el circuito en LTSpice

Circuito

Asuntos

El problema que tengo con esto es que simplemente no funciona. No sé si esto se debe al hecho de que necesitaría algún tipo de retraso en la conmutación y detección de M2.

También tengo un problema con la entrada de voltaje de modo común. Entonces, al usar 5V, el LTC6102 emitirá la ganancia correcta cuando esté saturado, esto viene dado por Av=R3/R2, que es 1650 en ambos amplificadores. Sin embargo, cuando se usa 3v3, esta misma ganancia no funciona, ¿parece alrededor de 1/4 de la salida de voltaje?

Puedo proporcionar perfiles de corriente/voltaje si es necesario

Para empezar, PMOS Bulk conectado al lado bajo, cámbielo.
Sin embargo, cuando se usa 3v3, esta misma ganancia no funciona. ¿Quiere decir que hace que el voltaje de suministro del LTC6102 sea igual a 3.3 V? ¡Mire en la hoja de datos, el voltaje de suministro mínimo es de 4 V! Supongo que a 3,3 V no hay suficiente margen para abrir el NMOS incorporado lo suficiente, por lo que sale menos corriente porque la corriente está saturada. Grafique Vout vs Iload para probar esto.
Necesitará algo de histéresis alrededor del punto de cambio, una vez que lo haga funcionar.
FakeMoustache, el voltaje de suministro sigue siendo de 5 V, pero el voltaje de las entradas es de 3v3, no funcionará
( i.imgsafe.org/ff38557d19.png ) Vea el diagrama de salida de Vout e Iload, cuando se conduce supuestamente a la saturación es solo 560mV y no los 3.3V esperados

Respuestas (1)

Hay un problema inherente en hacer que el uA LTC6102 cortocircuite su propia señal de entrada. Debe intentar usar el de mA para hacer esto y colocarlo más cerca de la fuente, en lugar de la forma en que lo tiene.

Necesitará un comparador que tenga un rango de modo común que se extienda al riel negativo, y deberá configurar un voltaje de referencia de unos pocos mV para el comparador. Es probable que necesite algunas tapas de derivación para reducir la velocidad de modo que el comparador pueda cambiar el transistor antes de que su MCU funcione mal debido a la variación del voltaje de suministro.

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