MAX471電流檢查電路
摘要：MAX471/MAX472是MAXIM公司生產的精密高端電流檢測放大器，利用該器件能夠實現以地爲參考的電流/電壓的轉換，本文介紹了用MAX471/472高端雙向電流檢測技術來實現對電源電流的監測和保護的方法，並給出了直流電源監測與保護的實現電路模塊化
關鍵詞：高端電流監測 I/V轉換 MAX471 MAX472spa
1 電源電流檢測產品
長期以來，電源電流的檢測都是利用串聯的方法來完成的。而對於磁電儀表，通常都必須外加分流電阻以實現對大電流的測量，在量程範圍不統一時，分流電阻的選擇也不標準，從而影響到測量精度。對於互逆電源，因爲測量必須利用轉換開並來實現，於是不能隨機地跟蹤測量和自動識別。table
在教學和實驗室使用的穩壓電源中，爲了可以進行電流/電壓的適時測量，可用兩種方法來實現。一種方法是彩 雙表法顯示，此法雖好，但成本較高，同時體積也較大；另外一種方法是採用V/I複用轉換結構，這種方法成本低，體積小，於是爲大多數電源所採用，但它在測量中須要對電壓/電流進行轉換顯示，也不方便。那麼，如何對電源進行自動監測呢？筆者在使用中發現，穩壓電源的電壓在初始調節狀態時，每每顯示出空載，而在接入負載後，則須要適時顯示負載電流，所以，利用負載電流做爲監測信號來完成I/V的測量轉換，可實現一種電量用兩種方法表示，並可完成自動監測轉換功能。監控
爲了實現I/V的轉換，筆者利用MAX271/MAX472集成電路優良的I/V轉換特性、完善的高端雙向電流靈敏放大器和內置檢流電阻來實現對穩壓電流電流的檢測。擴展
2 MAX471/MAX472的特色、功能方法
美國美信公司生產的精密高端電流檢測放大器是一個系列化產品，有MAX471/MAX47二、MAX4172/MAX4173等。它們均有一個電流輸出端，能夠用一個電阻來簡單地實現以地爲參考點的電流/電壓的轉換，並可工做在較寬的電壓和較大的電流範圍內。im
MAX471/MAX472具備以下特色：技術
●具備完美的高端電流檢測功能；img
●內含精密的內部檢測電阻（MAX471）；
●在工做溫度範圍內，其精度爲2%；
●具備雙向檢測指示，可監控充電和放電狀態；
●內部檢測電阻和檢測能力爲3A，並聯使用時還可擴大檢測電流範圍；
●使用外部檢測電阻可任意擴展檢測電流範圍（MAX472）；
●最大電源電流爲100μA；
●關閉方式時的電流僅爲5μA；
●電壓範圍爲3～36V；
●採用8腳DIP/SO/STO三種封裝形式。
MAX471/MAX472的引腳排列如圖1所示，圖2所示爲其內部功能框圖。表1爲MAX471/MAX472的引腳功能說明。MAX471的電流增益比已預設爲500μA/A，因爲2kΩ的輸出電阻（ROUT）可產生1V/A的轉換，所以±3A時的滿度值爲3V.用不一樣的ROUT電阻可設置不一樣的滿度電壓。但對於MAX471，其輸出電壓不該大於VRS+-1.5V，對於MAX472，則不能大於VRG-1.5V。
表1 MAX471/MAX472的引腳功能說明
| 引 腳 | 名 稱 | 功 能 |
|
| MAX471 | MAX472 | ||
| 1 | 1 | SHDN | 關閉端。正常運用時鏈接到地。當此端接高電平時，電源電流小於5μA |
| 2，3 | - | RS+ | 內部電流檢測電阻電池（或電源端）。「+」僅指示與SIGN輸出有關的流動方向。封裝時已將2和3連在了一塊兒 |
| - | 2 | N.C | 空腳 |
| - | 3 | RG1 | 增益電阻端。經過增益設置電阻鏈接到電流檢測電阻的電池端 |
| 4 | 4 | GND | 地或電池負端 |
| 5 | 5 | SIGN | 集電極開路邏輯輸出端。對於MAX471來講，低電平表示電流從RS-流向RS+，對於MAX472，低電平表示VSENSE爲負。當SHND爲高電平時，SIGN不爲高阻抗，若是不須要SIGN，可將其懸空 |
| 6，7 | - | RS- | 內部電流檢測電阻的負載端。「-」僅表示與SIGN輸出有關的流動方向，封裝時已將6和7連在一塊兒 |
| - | 6 | RG2 | 增益電阻端。通道增益設置電阻鏈接至電流檢測電阻負載端 |
| - | 7 | Vcc | MAX471電源輸入端。鏈接至檢測電阻與RG1的鏈接點 |
| 8 | 8 | OUT | 電流輸出，它正比於流過TSENSE被測電路的幅度，在MAX741中，此引腳到地之間應接一個2kΩ電阻，每一安培被測電流將產生大小等於1V的電壓 |
OUT端爲電流幅度輸出端，而SIGN端可用來指示輸出電流的方向。SIGN是一個集電極開路的輸出端（僅吸取電流），可和任何採用電壓供電的邏輯電路相連，用100kΩ的上拉電阻便可把SIGN鏈接到邏輯電源。對於MAX471來講，在電流從RS-流向RS+時，輸出低電平。而當電流從RS+流向RS-時，輸出高電平。在採有電流供電的電路中，不管是充電仍是放電，只要負載電流大於1mA，SIGN端的輸出都能精確地指示出電流方向。
在SHDN爲高電平時，MAX471/MAX472進入關閉模式，此時系統的消耗電流小於5μA。在關閉狀態下，SIGN爲高阻狀態，OUT截止。
3 電源監測與保護電路
用MAX471構成的直流電源監測與保護電路如圖3所示，該電路能夠和任意電源相連，能進行電流、電壓的自動顯示和過流報警與保護。圖中R1爲MAX471輸出端電阻，用於決定I/V的轉換靈敏度。因爲筆者是採用85C1-V30V磁電式直流電壓表來顯示輸出電壓和電流的，因此R2爲20kΩ，靈敏度爲10V/A。實際應用時，R1可用標準儀表來進行微調校訂。J1-1爲電壓/電流顯示轉換繼電器。在初始狀態下調整輸出電壓時，因爲未接負載，Irt爲零，IOUT端的輸出電壓爲零，J1不吸合，J1-1常閉以使昨電壓表接入電源輸出端，從而顯示輸出電壓，並使VD3發光，以表示測接入量值爲電壓。當負載電源後，IOUT端經過R1使VT2導通，繼電器J1吸合，電壓表經過JL-1接入IOUT端以顯示I/V轉換器，同時，VD4發光以表示測量值爲負載電流，開關K爲強制轉換開關，可方便地將顯示儀表設置爲輸出電壓測量。此開關通常狀況下處在打開狀態。VT1爲射極輸出器，可用於減少VT2和IC2對IOUT端的影響。過流保護電路用集成電路TL431來完成，J2爲過流保護用繼電器，W爲過流保護調節電位器，當VA=UB[R5/（W+R5）]=2.5V時，TL431的陽極端電壓爲2.5V，J2吸合，J2-1切斷輸出；同時J2-2閉合，VD5發光指示，報警音樂集成電路IC3得電並經過VT3驅動報警喇叭，從而以聲、光形式構成流保護指示。
用MAX471MAX472實現I/V的轉換可簡化對電源電流的測量，並可實行對高端電流的監測，能夠和任意電源共地應用，它內置電阻精度高，且能關聯擴流使用。這對學生用實驗電源的改造很是方便。尤爲是模塊化電源監測的保擴板，因爲它可以完成完整的I/V顯示及過程保護功能，所以，特別適用於通用的實驗電源。