电流电压转换芯片MAX472在电流检测器中的应用
MAX472的典型应用电路如图所示
MAX472的典型应用电路如图所示。
UCC端接负载或充电器，亦可接电源或电池组。
RG1和RG2为外部增益电阻。
R1、ROUT分别为上拉电阻及输出电阻。
使用MAX472时可按照下表来选取外围元件值。
【收藏此页】【关闭】【返回】【打印】MP25P1171344:一、前言伴随着城市人口和建设规模的扩大，各种用电设备的增多，用电量越来越大，城市的供电设备经常超负荷运转，用电环境变得越来越恶劣，对电源的“考验”越来越严重。
据统计，每天，用电设备都要遭受 120 次左右各种的电源问题的侵扰，电子设备故障的 60% 来自电源 [7] 。
因此，电源问题的重要性日益凸显出来。
原先作为配角，资金投入较少的电源越来越受到厂商和研究人员的重视，电源技术遂发展成为一门崭新的技术。
而今，小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。
例如开关电源、硬开关、软开关、参数稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、 PWM 、 SPWM 、电磁兼容等等。
实际需求直接推动电源技术不断发展和进步，为了自动检测和显示电流，并在过流、过压等危害情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，检测电流或电压的传感器便应运而生并在我国开始受到广大电源设计者的青睐，本文主要介绍 ABB 公司的电流传感器。
二、电流传感器的工作原理 [1]ABB 公司的电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应，如图 1 所示。
当原边导线经过电流传感器时，原边电流 I P 会产生磁力线①，原边磁力线集中在磁芯②周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电极③可产生和原边磁力线①成正比的大小仅几毫伏的电压，电子电路④可把这个微小的信号转变成副边电流 I S ⑤，并存在以下关系式其中， I S —副边电流；I P —原边电流；N P —原边线圈匝数；N S —副边线圈匝数；N P / N S —匝数比，一般取 N P =1 。
电压电流转换器的用途是
电压电流转换器的用途是电压电流转换器是一种电子设备，用于将电流和电压之间相互转换。
它具有广泛的应用，下面我将详细介绍其主要用途。
第一个用途是电力系统中的电压电流转换。
在电力系统中，需要将高电压的能量转换为较低电压的能量，以满足不同设备的电能需求。
转换器可以将高电压传输线上的电能转换为低电压用于各种设备供电，例如家庭用电、工厂设备等。
同时，转换器也可以将低电压的能量转换为高电压，以用于电力传输和长距离供电。
第二个用途是电子设备中的电压电流转换。
很多电子设备的工作原理需要不同电压和电流的输入，因此需要将电源提供的电压电流转换为设备所需的特定值。
转换器可以根据设备的工作要求，将电压电流进行调整和转换，以满足设备的工作需求。
这样可以确保设备正常运行，并且保护设备免受电压过高或过低的损害。
第三个用途是能源转换。
随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，转换器在能源转换中起着重要的作用。
这些可再生能源产生的电能一般是直流电，而大部分电器设备使用的是交流电。
因此，需要使用转换器将直流电转换为交流电，以便供应给各种家用电器和工业设备。
此外，转换器还可以将不同类型的能源转换为电能，以实现能源的高效利用。
第四个用途是通信系统中的电压电流转换。
在通信系统中，需要将信号进行放大和转换，以确保信号传输的质量和稳定性。
转换器可以将低电压的信号放大，并将其转换为适用于传输的高电压信号。
同时，转换器还可以将数字信号转换为模拟信号，或者将模拟信号转换为数字信号，以满足不同类型通信设备的工作要求。
第五个用途是科学研究和实验中的电压电流转换。
在科学研究和实验中，经常需要对电压和电流进行精确测量和控制。
转换器可以将高电压和电流信号转换为低电压和电流信号，以便进行精确测量。
同时，转换器还可以将低电压和电流信号转换为高电压和电流信号，用于实验中需要较高能量输入的场景。
综上所述，电压电流转换器是一种重要的电子设备，其用途广泛。
它可以应用于电力系统、电子设备、能源转换、通信系统以及科学研究和实验等领域。
CMOS IRF4905 直流稳压电源及漏电保护装置(261组)
直流稳压电源及漏电保护装置摘要：本设计以International Rectifier公司的第五代P沟道增强绝缘栅型功率场效应管IRF4905为作为调整管，使用精密电阻分压采样与精密稳压源进行比较放大构成反馈电路，构建了线性直流稳压电源，满足低压差和较高压差的DC-DC变换；同时通过单片机对电流的比较和运算，以及三极管对稳压电源的启动开关，实现数控漏电保护功能。
整个系统具有输出电压误差小，电压调整率低，电流误差小，微弱电流漏电保护的特点，并设计了人性化的操作界面和的功能，具备有产品的特性。
关键词：DC-DC；场效应管；精密稳压源；反馈电路；漏电保护；电压调整率目录一、系统方案论证和比较 (1)(一)方案一：三端稳压集成电路 (1)（二）方案二：三极管串联稳压电路 (1)（三）方案三：场效应管稳压电路 (2)（四）方案比较和选择 (3)二、系统具体设计与实现 (3)（一）系统详细结构框图 (3)（二）主要电路设计与分析计算 (4)（三）软件控制 (8)（四）创新 (8)（五）制作工艺 (9)三、测试方案与结果 (9)（一）基础部分 (9)（二）发挥部分 (11)附录1：稳压电源和漏电保护电路 (12)附录2：单片机最小系统 (13)附录3：参考书目 (14)一、系统方案论证和比较根据大学课程所学和查阅资料，不能选择开关类型的集成电源芯片，也不能利用工作在开关状态的三极管稳压电路，我们将焦点主要集中在直流稳压电路的低电压线性实现和电流的检测方法这两个关键点上，一步一步的分析和和搭建电路验证，从下面的三个方案中找到了满足任务要求的方案。
(一)方案一：三端稳压集成电路由于要求是输出电压达到5V，额定输出电流为1A，我们首先想到了用三端稳压集成电路7805作为稳压电源核心，该系统结构如图1所示。
该方案系统结构如图1所示，采用单片机作为漏电保护控制器。
图1 方案一：三端稳压集成电路该方案中，选用三端稳压集成芯片7805作为稳压电源的核心，单片机作为漏电保护的控制器，具备电路简洁的特点。
电流_电压转换芯片MAX472在电流检测器中的应用
连，Ｓ Ｉ Ｇ Ｎ 反映被测电流的方向。 电路如图 ３ 所示。
ＳＩＧＮ 为低电平时，传感器两端的电
如需测量流经印刷底板某铜箔
参考文献
压为负。
线中的电流，可将探针 Ａ 和探针 Ｂ
１ 何立民《 ． 单片机应用系统设
并联在铜箔线上，而毋须切断铜箔 计》． 北京：北京航空航天大学出版
Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 在电流测量电路 或断开器件间的焊点串入电流表， 社．１９９０年
（Ｒ ／Ｒ ）把比例Ｐ ｏｕｔ Ｇ１
设置为一个合适的
值。对于小电流，可
图２ 硬件组成框图
电子设计应用 2003.3 81
芯片应用
集电阻两端的电压来获得 铜箔线上的电流与探头电流之比
电流。这种方法的优点是 为：
测量简单方便。但当被测 电流较大而串入的电阻阻
Ｉ ／ Ｉ ＝Ｒ ／Ｒ ＝２０ ｌｏａｄ 铜箔 铜箔 ｓｅｎｃｅ
芯片应用
■ 上海同济大学 尹权 韩生廉
电流 ／ 电压转换芯片 Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 在 电流检测器中的应用
摘 要： 本文介绍一种在线智能检测电流电路，其中采用电流／电压转换芯片 ＭＡＸ４７２，可提高测量精 度，同时采用 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 单片机实现智能化检测。
关键词：ＭＡＸ４７２；在线检测；ＡＴ８９Ｃ２０５１；Ａ／Ｄ 转换
中的 Ｒ 、Ｒ 和 Ｒ 来调整 Ｐ， 从而
Ｇ１
电流转电压芯片
电流转电压芯片电流转电压芯片，又称电流与电压转换芯片，是一种将电流信号转换成电压信号的集成电路。
它广泛应用于各种电流测量和控制系统中。
本文将详细介绍电流转电压芯片的工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、工作原理电流转电压芯片的工作原理主要涉及到电流采样、电流转电压和增益调节三个关键步骤。
1. 电流采样电流采样是将待测电流通过一个电流采样器，将其转换成电流信号。
电流采样器通常采用霍尔传感器或电阻采样器。
霍尔传感器是常用的无接触式电流采样器，其原理是通过霍尔效应测量磁场强度来获得电流信号。
电阻采样器则是通过在电路中串联一个小电阻，利用欧姆定律测量电压跨过小电阻上的电压来得到电流信号。
2. 电流转电压电流转电压是将采样到的电流信号转换成对应的电压信号。
这个过程通常通过运算放大器（OP Amp）来实现。
运算放大器的偏置电流对电压转换的精度和线性度有较大的影响，因此需要进行偏置电流校正。
3. 增益调节增益调节是将转换后的电压信号调整到适合于后续电路处理的范围。
通常使用可变电阻器或程序控制的增益调节器来实现。
可变电阻器通过改变电阻值来改变电压信号的幅值，而程序控制的增益调节器则是通过内部的数字控制器来实现对增益的调节。
二、应用领域电流转电压芯片在工业控制、电力系统、仪器仪表以及通信等领域中有广泛的应用。
1. 工业控制在工业控制系统中，电流转电压芯片经常用于电流采集和电流控制。
例如，它可以用于测量电机的电流，实现电机的过载保护；还可以用于电力设备中对电流的监测和控制，实现对设备状态的判断和报警。
2. 电力系统在电力系统中，电流转电压芯片广泛应用于电流互感器的输出信号处理。
电流互感器是一种将高电流转换成低电流以方便测量的电器设备。
电流转电压芯片可以将电流互感器输出的低电流信号转换成相应的电压信号，便于后续的电压放大和数字化处理。
3. 仪器仪表在仪器仪表领域，电流转电压芯片可以用于各种电流测量仪表的信号处理。
例如，它可以用于示波器中电流的转换和显示；还可以用于多功能电能表中的电流测量和功率计算。
电流-电压转换器MAX472在异步电机软起动控制系统中的应用
０ 引 言
软起 动控 制 旨在 以 降压 限 制 电机起 动 电 流 ， 减 小起 动 电流对 电 网的冲击 ， 并达 到节 能 的 目的 。
感器铁心为非线性元件， 对不同频率谐波 电流的传 输特性不同， 故此法将引起电流幅值和相位误差明 显增加 ， 而降低测量 的准确性 ＿ 。 从 ３ Ｊ
２ 一 ４
维普资讯
迫 弗 与拉 刮 应 用 ２０， ５ 乙 ０７ ４（ ） ３
摘 要： 介绍 了电流． 电压转换器 片 ＭＡ ４ ２的功能及 工作原 理 ， 细介绍 了 Ｍ Ｘ ７ Ｘ７ 详 Ａ ４ ２在异 步电机软起
动控制系统中的应用 ， 包括控制 系统 电路 以及如何 通过已知条件选 择如 电流 采样 电阻 ， 再通过调 整参数确定 电压． 电流转换 比例系统。通过试 验验证了应用 ＭＡ ４ ２的有效性和 可行性 。 Ｘ７
平 常用 的 电流 测量方 法 有两种 ： （ ）电阻压 降法 。即在被 测 电路 中 串入 精密 １
软起 动控 制 系统 的要求 。本 文介绍 该 芯片 的工作 原理 及其 在测试 系 统 中的具体 应用 。
电阻， 通过测量其端 电压来获取电流 的值。该方 法存 在 明显缺 陷 ， 求采样 电阻须足 够小 ， 则会 要 否
关键词 ：电流． 电压转换芯片 ；异步电机 ； 软起动
中 图 分 类 号 ： Ｍ ０ ． ： Ｍ３ ３ 文 献标 识码 ： 文 章 编 号 ：６ ３ ４ （ ０７ ０ －０ ４０ Ｔ ３ １２ Ｔ ４ Ａ １７ ￣５ ０ ２０ ）５０ ２ －３
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ＡＸ４ ２ ｉ ｏ ｔＳｔ ｒ ｉ ｇ Ｃｏ ｔ ｏ ｓｅ ｌｃ ｔｏ ｆＭ ７ ｎ Ｓ ｆ ａ ｔｎ ｎ ｒ ｌＳｙ ｔｍ
电压转换电流
电流电压转换芯片MAX472一、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/电压转换电流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取电流。
这种方法的优点是测量简单方便。
但被测电流较大而串入的电阻值又较大时，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，尤其是较小的电流的准确测量。
MAX472电流/电压转换芯片，克服了常规测量电流的方法存在测量范围小、测量误差大等缺点。
二、MAX472的工作原理MAX472 的工作原理入图所示。
其中虚线内的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，采用热稳定性好、漂移小的康铜丝制作。
虚线外的部分是用户可以根据自己的需要改变的电路。
其工作原理详述如下：假定电流是从左向右（如图中iload方向所示）流过电流采样电阻Rsence,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的负载输入端（-）电位为：Vpower=iload*Rsence,A1的开环增益使其正输入端（+）与负输入端（+）有相同的电位。
故RG1的压降为：iload*Rsence，经过计算，电压/电流转换的比例P由下式给出：P=Vout/iload=Rsence*(Rout/RG1)根据上式Rsence取较小的值。
通过(Rout/RG1)把比例P设置为一个合适的值。
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流信号太小的缺点；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。
MAX471 电流检测集成电路
____________________________Features
o Complete High-Side Current Sensing o Precision Internal Sense Resistor (MAX471) o 2% Accuracy Over Temperature o Monitors Both Charge and Discharge o 3A Sense Capability with Internal Sense Resistor (MAX471) o Higher Current-Sense Capability with External Sense Resistor (MAX472) o 100µA Max Supply Current o 5µA Max Shutdown Mode o 3V to 36V Supply Operation o 8-Pin DIP/SO Packages
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
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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 Ａ 和 Ａ 是两个运算放大
１
２
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；Ｑ 和 Ｑ 是两个三极管；
１
２
ＣＯＭＰ 是一比较器；Ｒ 是电流采 ｓｅｎｃｅ
样电阻，采用热稳定性好、漂移小
中的应用 由于电流不能直接由Ａ／Ｄ 转换
并利用图３中Ｒ 与数厘米长的铜 ｓｅｎｃｅ
箔线并联，这样由于铜箔线ＡＢ段电
２ Ａｍｔｅｌ． ＡＴ８９Ｃ２０５１ Ｕｓｅｒ＇ｓ Ｍａｎｕａｌ
器转换，因此必须先将其转变成电 阻Ｒ 远远大于探头的输入电阻，从 ＡＢ
压信号，然后才能转换。所以，电 而强制将流经铜箔的电流分流至探
例Ｐ。对于较小的电流，Ｒ 的选择 ｓｅｎｃｅ
须使得Ｐ较大，才能使得转换得到
择一合适的阻值，以适应 的输出电压不至于太小而影响测量
电流变化范围较大的情况， 的准确度。而图２所示的 ＭＡＸ４７２
尤其是较小电流的准确测 的应用电路，正是可以通过调整其
图３ ＭＡＸ４７２在测试器中的应用
量。由于检测电流须在系 统工作的情况下进行，所
的康铜丝制作。方框外面的部分是 以获得较大的输出测量电压Ｖ ，避 ｏｕｔ
用户可以根据自己的需要而改变的 免前述直接测量电流信号太小的缺
电路。其工作原理详述如下：
点；对于较大的电流，又不会对电
假定电流是从左向右（ 如图１ 路的带载能力产生较大的影响。在
中Ｉ 方向所示）流过电流采样电阻 ｌｏａｄ
Ｒ ，通过一电阻 Ｒ 接地。这样，
（Ｒ ／Ｒ ）把比例Ｐ ｏｕｔ Ｇ１
设置为一个合适的
值。对于小电流，可
图２ 硬件组成框图
电子设计应用 2003.3 81
芯片应用
集电阻两端的电压来获得 铜箔线上的电流与探头电流之比
电流。这种方法的优点是 为：
测量简单方便。但当被测 电流较大而串入的电阻阻
Ｉ ／ Ｉ ＝Ｒ ／Ｒ ＝２０ ｌｏａｄ 铜箔 铜箔 ｓｅｎｃｅ
ｓｅｎｃｅ
ｏｕｔ
运放 Ａ 工作，产生电流 Ｉ 从 Ｑ 的
１
ｏｕｔ
１
发射极流出。而此时运放 Ａ 是截止 ２
的，没有电流从Ｑ 流 ２
出。Ａ１的负输入端（－
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：
¥
ＯＵＴ
端的输出电压
Ｖ ＜（Ｖ －
ｏｕｔ
ＲＧ
）电位为：Ｖ ＝Ｉ ｐｏｗｅｒ ｌｏａｄ
×Ｒ ，Ａ 的开环增 ｓｅｎｃｅ １
芯片应用
■ 上海同济大学 尹权 韩生廉
电流 ／ 电压转换芯片 Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 在 电流检测器中的应用
摘 要： 本文介绍一种在线智能检测电流电路，其中采用电流／电压转换芯片 ＭＡＸ４７２，可提高测量精 度，同时采用 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 单片机实现智能化检测。
关键词：ＭＡＸ４７２；在线检测；ＡＴ８９Ｃ２０５１；Ａ／Ｄ 转换
连，Ｓ Ｉ Ｇ Ｎ 反映被测电流的方向。 电路如图 ３ 所示。
ＳＩＧＮ 为低电平时，传感器两端的电
如需测量流经印刷底板某铜箔
参考文献
压为负。
线中的电流，可将探针 Ａ 和探针 Ｂ
１ 何立民《 ． 单片机应用系统设
并联在铜箔线上，而毋须切断铜箔 计》． 北京：北京航空航天大学出版
Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 在电流测量电路 或断开器件间的焊点串入电流表， 社．１９９０年
（收稿日期：２００２－１１－１５）
流 ／ 电压转换电路在测试器中占有 头。经计算，Ｒｓｅｎｃｅ ＝０．１ ｍ Ω。设以
很重要的地位。
１ｍｍ 宽的印刷电路铜箔为例，测得
常用的电流测量方法是在被测 其电阻率为 ２ｍ Ω ／ｃｍ，这样在 ＡＢ
电路中串入精密电阻，通过直接采 探头并联在 １ｃｍ 铜箔线上时，流过
82 2003.3 电子设计应用
中的 Ｒ 、Ｒ 和 Ｒ 来调整 Ｐ， 从而
Ｇ１
Ｇ２
ｏｕｔ
获得较理想的Ｐ。理想Ｐ的获得是一
以上述的串电阻直接测量 个试凑计算的过程。 为获得较宽的
１．５Ｖ）
的方法不能满足本系统的要求。本 测量范围，在实际电路中，通过量
¥
Ｏ Ｕ Ｔ 端的输出电流 Ｉ ≤ ｏｕｔ
电路采用两探头触点并接到被测电
程切换，改变输入电阻。
因此，流过探头电流为铜箔线
值又较大时，电阻的压降 电流的 ２０ 倍，检测误差为 ５％，若
对电路的带载能力将产生 ＡＢ 间距扩大到 ５ｃｍ，则检测误差为
较大的影响；当被测电流 １ ％ 。
很小时，从电阻上直接取
电流采样电阻Ｒ 的选择很重 ｓｅｎｃｅ
得的电压值又可能太小， 要，它决定了电压／电流的转换比
影响测量准确度。因而，这 种直接测量的方法很难选
１．５ｍＡ
流的电路上，达到测量的目的。
通过调研和实验，最后选用美
结语
系统构成
国 ＭＡＸＩＭ 公司最新生产的电流／
在线电流检测器中，采用电流／
系统硬件构成框图如图 ２ 所 电压转换器 ＭＡＸ４７２，其响应时间、 电 压 转 换 芯 片 Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 和
示。本检测器主要由电流检测电 线性度、漂移等指标均很理想，且 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 单片机，可提高测量精
益使其正输入端（＋）
与负输入端（－）有相
同的电位。故 Ｒ 的 Ｇ１
压降为：Ｉ ×Ｒ ，
ｌｏａｄ
ｓｅｎｃｅ
经过计算，电压 ／电
流转换的比例 Ｐ 由
下式给出：
Ｐ＝Ｖ ／Ｉ ＝Ｒ ｏｕｔ ｌｏａｄ ｓｅｎｃｅ
×（Ｒ ／Ｒ ） ｏｕｔ Ｇ１ 根据上式 Ｒ ｓｅｎｃｅ
取较小的值。通过
图 １ ＭＡＸ４７２ 工作原理图
ห้องสมุดไป่ตู้
引言 根据测试系统的要求，往往需 要采集被测对象的各种参数，如过 渡过程的电压 Ｕ、电流Ｉ 等，这些量 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。 很 多场合需在被测系统工作时，对其 电流进行在线检测，因此如何无须 串入电流表，直接对被测器件进行 电流检测就相当重要。 常规测量电流 Ｉ 的方法存在测 量范围小、测量误差大等缺点。本 文介绍的在线电流检测器采用电 流 ／ 电压转换芯片 ＭＡＸ４７２，克服了 常规方法的缺点，实现了电流的高 精度测量。
路、Ａ／Ｄ 转换电路、ＡＴ８９Ｃ２０５１ 和 能适应大范围大电流的测量，经过 度，并且实现智能化检测。ＭＡＸ４７２
键盘显示部分组成。Ｍ Ａ Ｘ ４ ７ ２ 的 验证和测试，很好地满足了设计的 的应用电路中，调整合适的Ｐ，可获
ＳＩＧＮ 端口与 ＡＴ８９Ｃ２０５１ 的 Ｐ３．４ 相 要求。ＭＡＸ４７２ 在测试器中的应用 得较高的测量精度。■