电流／电压转换芯片MAX472在永磁直流电动机虚拟测试系统中的应用

发布时间:2007/9/10 0:00:00 访问次数:633

摘要 阐述了电流／电压转换芯片MAX472的工作原理、在永磁直流电动机虚拟测试系统中的具体应用电路及各项参数的计算。从不同角度分析了系统的测量精度，从而验证了应用该芯片的可行性。

关键词 电流／电压转换芯片 MAX472 虚拟测试系统　测量精度

永磁直流电动机虚拟测试系统（以下简称测试系统）通过系统辩识原理获得直流电动机的有关机电参数，从而可以对电动机进行多功能测试。根据测试系统的要求，需要采集电动机阶跃过渡过程的电压u、电流i和转速n，这三个量的采集是至关重要的，它们直接影响到整个测试系统的测试精度。

常规测量电流i的方法多用在被测电路串联电阻，直接测量电阻两端电压的方法，但存在测量范围小、测量误差大等缺点。而测试系统采用电流／电压转换芯片MAX472，则克服了常规方法的缺点，实现了电动机阶跃电流的高精度测量。

１电流测量方法及其电路实现

由于电流不能直接由A/D 转换器转换，因此必须先将其转变成电压信号，然后才能转换。所以，电流／电压转换电路在测试系统中占有很重要的地位。

常用的电流测量方法是在被测电路中串入精密电阻，通过直接采集电阻两端的电压来获得电流。这种方法的优点是测量简单方便。但当被测电流较大而串入的电阻阻值又较大时，电阻的压降对电路的带载能力将产生较大的影响；当被测电流很小时，从电阻上直接取得的电压值又可能太小，影响测量准确度。因而，这种直接测量的方法很难选择一合适的阻值，以适应电流变化范围较大的情况，尤其是较小电流的准确测量。由于测试系统的特殊要求，需要采集的是阶跃信号，因而电动机的电流变化范围较大（从毫安级到十几安），所以上述的串电阻直接测量的方法很难满足测试系统精度要求。

鉴于此，我们做了大量的调查和实验，最后选择了美国MAXIM公司最新生产的电流／电压转换器MAX472，其响应时间、线性度、漂移等指标均很理想，且能适应大范围大电流的测量，经过实际的实验验证和测试，很好地满足了本系统的要求。下面介绍该芯片的工作原理及其在测试系统中的具体应用。

1.1 MAX472的工作原理

MAX 472的工作原理如图１所示，方框内的部分是该芯片的内部结构，其中A1和A2是两个运算放大器，构成差动输入，这样可以增强抗干扰能力，提高小电流信号的测量准确度；Q1和Q2是两个三极管；COMP是一比较器；Rsence是电流采样电阻，测试系统采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。方框外面的部分是用户可以根据自己的需要而改变的电路。其工作原理详述如下：

假定电流是从左向右（如图１中Iload方向所示）流过电流采样电阻Rsence管脚OUT通过一电阻Rout接地。这样，运放A1工作，产生电流Iout从Q1的发射极流出。而此时运放A2是截止的，没有电流从Q2流出。A1的负输入端（－）电位为：

根据（5）式Rsence取较小的值。通过（Rout／RG1）把比例Ｐ设置一个合适的值。对于小电流，可以获得较大的输出测量电压Vout,避免前述直接测量电压信号太小的缺点，对于较大的电流，又不会对电路的带载能力产生较大的影响。在电路的具体应用中，电路各参数具体计算要满足该芯片技术条件要求：

1.2 MAX472在测试系统中的具体应用

MAX472在测试系统中的应用电路如图２所示。