maxim. NOTA DE APLICACIÓN 5272 Selección de los componentes externos de un regulador de Antena Automotriz remoto y amplificador actual-Sense

Resumen: Esta nota de aplicación ayuda a los diseñadores del sistema de elegir los componentes externos correctas para su uso con el regulador de la antena MAX16946 remoto y amplificador de corriente de sentido (CSA), asegurándose de que la antena del automóvil de detección de los subsistemas cumplir con sus objetivos de rendimiento. Una calculadora electrónica se prevé que ayuda a especificar los componentes externos críticos para el MAX16946. La calculadora también determina los rangos de funcionamiento del dispositivo y la precisión de la tensión de salida analógica.

Introducción

El MAX16946 es un alto voltaje el regulador con una precisión de sensado de corriente del amplificador (CSA), diseñado para proporcionar alimentación phantom a las antenas de radio remotos en aplicaciones de automoción. El dispositivo proporciona protección contra cortocircuitos, protección de corriente límite, y la detección libre de carga. Los niveles actuales de corriente límite de protección y detección de carga abierto se pueden programar con resistencias externas.Para garantizar que los circuitos de detección de la antena cumple con los objetivos de rendimiento, el ingeniero de diseño debe elegir los componentes correctos externos para el diseño.

La figura 1 muestra una aplicación típica para el MAX16946. Los principales componentes externos y sus funciones son las siguientes:

• R _SENTIDO es la resistencia a través del cual se detecta la corriente de carga. El CSA mide y amplifica el voltaje a través de esta resistencia. Por esta razón, el valor de la resistencia de detección es importante para determinar la exactitud del sistema total.
• R ₅ y R ₆ ajustar la tensión de salida del regulador.
• El condensador en COMP asegura la estabilidad del regulador bajo todas las condiciones de funcionamiento.
• R ₁ y R ₂ establecer el límite de corriente durante una condición de falla. Si los restos actuales de límite de corriente durante un tiempo de supresión de 100 ms (min), la salida está desactivada, la salida activa baja SC se afirma bajo, y reintentar una se intenta después de 1100ms.
• R ₃ y R ₄ establecer el umbral para la detección libre de carga. Por debajo de esta corriente de carga, la salida OL activo bajo afirma bajo.
• El diodo Schottky D _OUT protege la MAX16946 de transitorios de voltaje negativo sobre su pasador cuando la salida se desactiva y L _OUT intentos para mantener el flujo de corriente. Sin este diodo, OUT podría ir por debajo de su tensión máxima absoluta de 0,3 voltios-, que no se debe permitir.

Figura 1. Circuito de funcionamiento típico de la antena de CSA MAX16946 a distancia y interruptor.

Cuando se trabaja con ASA y conmutadores para aplicaciones de antena, el diseñador a menudo debe determinar los rangos de carga abierta, el funcionamiento normal, cortocircuito, y la limitación de corriente ( Figura 2 ). Además, la exactitud de la CSA analógica tensión de salida debe ser verificada.

Figura 2. Rangos de operación para los amplificadores de corriente de sentido.

Use la Calculadora de MAX16946 para determinar los valores correctos para la resistencia de detección y de los divisores resistivos, que estableció el actual límite y los umbrales de carga abierta. Tiene en cuenta las tolerancias de los componentes tanto externos y la MAX16946. Mediante el cálculo de los intervalos de tolerancia para cada uno de los parámetros de diseño, el diseñador asegura que los parámetros de diseño están dentro de los límites impuestos por la especificación del sistema.

Cálculo del valor de resistencia de detección

Idealmente, la corriente de carga máxima se desarrolla la tensión de sentido a escala completa a través de la resistencia de corriente de sentido, R _SENTIDO (Figura 1). El límite superior está representado por el umbral de corriente de cortocircuito de 1.7V en comparación con AOUT. La corriente de carga máxima en la aplicación no debe superar nunca el umbral de la corriente de cortocircuito, de lo contrario un cortocircuito se había indicado por error. Calcular un valor inicial de I _SENSE mediante:

(Ec. 1)

Cuando 1.7V es el umbral de corriente de corto-circuito, 0.4V es la corriente cero offset de AOUT, 26V / V es la ganancia del amplificador de corriente de sentido, y _SC es el umbral de corto-circuito.

Debido a que la resistencia de detección tiene cierta tolerancia, el valor nominal necesario será menor que el valor calculado en la Ecuación 1. Para el cálculo de la tolerancia:

(Ec. 2)

Cuando R _SENTIDO es el valor de la resistencia de detección calculado en la Ecuación 1, y R _{-SENTIDO TOLERANCIA} es la tolerancia de la resistencia de detección.

Normalmente uno elige el más cercano al valor estándar más pequeña de I _{SENSE (NOM)} . Alternativamente, en serie oparalelo combinaciones de resistencias estándar se pueden utilizar para alcanzar el valor óptimo para la resistencia de detección.

Cálculo de la corriente de cortocircuito-Rango de detección

Después de elegir el valor nominal de la resistencia de detección, al lado de la corriente típica a través de la resistencia de detección necesita ser determinado. Esta corriente, que permite un cortocircuito para ser detectado, puede calcularse como sigue:

(Ec. 3)

Donde R _{SENSE (NOM)} es la resistencia de detección seleccionado anteriormente.

Sin embargo, puesto que el umbral de corriente de cortocircuito (1.7V), la ganancia de CSA (26V / V), y la AOUT corriente cero tensión de offset (0.4V) han correlacionado tolerancias (es decir, tienen valores mínimos y máximos que varían de forma independiente de entre sí), el valor de I _SC variará dentro de un cierto rango. Los límites de esta gama son:

(Ec. 4)

Y

(Ec. 5)

Cuando R _{SENTIDO (MAX)} es el valor máximo de la resistencia de detección (incluyendo su tolerancia) y R _{SENTIDO (MIN)}es su valor mínimo. El activo-bajo la bandera de cortocircuito (SC), lo que hará valer baja cuando la corriente cae entre la I _{SC (MIN)} y _{SC (MAX)} .

Ajuste de la tensión de salida

Las resistencias R ₅ y R ₆ en la Figura 1 establece la tensión de salida del MAX16946. La ecuación que rige sus valores es la siguiente:

(Ec. 6)

Donde V _FB es el voltaje en la patilla de realimentación en la regulación (nominal 1V). Los valores mínimo y máximo de la tensión de salida son entonces:

(Ec. 7)

Y

(Ec. 8)

Donde V _{FB (MIN)} es 0.97V y V _{FB (MAX)} es 1.03V (en el rango actual de 5 mA a 150 mA). R _{5 (MAX)} , R _{5 (MIN)} , R _{6 (MAX)} , y R _{6 (MIN)} son los valores máximos y mínimos de R ₅ y R ₆ , respectivamente.

Nótese que la tensión de salida se puede configurar para 8.5V mediante la conexión de la clavija de FB a REG. En este modo, una mayor precisión de la tensión de salida se consigue porque la tolerancia de las resistencias externas no necesita ser tenido en cuenta.

Configuración del rango de límite de corriente

Los límites MAX16946 su corriente de salida cuando el voltaje AOUT alcanza la tensión en el pin LIM, que se establece mediante un resistor-divisor entre REF, LIM, y GND. El voltaje nominal es de 3V REF. Así, la ecuación aplica lo siguiente:

(Ec. 9)

Donde yo _LIM es la deseada corriente límite umbral. Elija el valor estándar de 100kΩ para R ₁ . R ₂ se puede calcular:

(Ec. 10)

Teniendo en cuenta las tolerancias no correlacionadas, el peor de los casos-límite actual es amplia:

(Ec. 11)

Y

(Ec. 12)

Donde R _{1 (MAX)} , R _{1 (MIN)} , R _{2 (MAX)} , y R _{2 (MIN)} son los valores máximo y mínimo de R ₁ y R ₂ , respectivamente.

Establecer el umbral de detección de carga abierta

El umbral abierto de carga para el MAX16946 puede ajustarse externamente con un resistor-divisor colocado entre REF, OLT, y GND. La siguiente ecuación se aplica:

(Ec. 13)

Donde yo _OL es el deseado abierto umbral de carga. Elija el valor estándar de 100kΩ para R ₃ . R ₄ se puede calcular:

(Ec. 14)

Después de definir los valores de R ₃ y R ₄ , las siguientes ecuaciones se puede calcular el rango del umbral de detección de carga abierta:

(Ec. 15)

Y

(Ec. 16)

Donde R _{3 (MAX)} , R _{3 (MIN)} , R _{4 (MAX)} , y R _{4 (MIN)} son los valores máximo y mínimo de R ₃ y R ₄ , respectivamente.

Medición de la corriente de salida por medio de la tensión AOUT

Con una resistencia de sentido dado, R _SENTIDO , y una carga de corriente definida, me _CARGA , el rango peor de los casos de valores de tensión medidos en la salida del CSA, AOUT, ahora se puede calcular. La expresión general para el voltaje en AOUT es:

(Ec. 17)

Si volvemos a tener en cuenta todas las tolerancias no correlacionados, la tensión AOUT estará entre las siguientes ecuaciones:

(Ec. 18)

Y

(Ec. 19)

En otras palabras, la corriente detectada produce una variación AOUT peor de los casos de tensión entre V _{AOUT (MIN)} y V _{AOUT (MAX)} .

Normalmente, la tensión AOUT se mide utilizando el ADC de un microcontrolador y la corriente de carga se calcula entonces sobre la base de los valores nominales de todos los parámetros. Con las tensiones por encima de Août peor de los casos, el microcontrolador a continuación a la conclusión de que la corriente está dentro del rango de los dos valores siguientes:

(Ec. 20)

Y

(Ec. 21)

La tolerancia de la medición de la corriente hecha por el ADC, yo _TOL , es:

(Ec. 22)

Un ejemplo de cálculo

Para el ejemplo siguiente, se supone una antena aplicación fantasma de suministro, donde se establece el extremo superior del rango de funcionamiento normal a 100 mA y la antena requiere una tensión regulada de 5V. Si se establece el umbral de cortocircuito 10% superior a 110mA, entonces el valor inicial de la resistencia de detección es:

(Ec. 23)

Cuando se utiliza una resistencia con una tolerancia de 1%, el valor nominal máximo de la resistencia de detección es:

(Ec. 24)

Si el valor de la segunda más baja E12 serie de 0.39Ω se selecciona, el valor típico para la detección de cortocircuito con esta resistencia se puede calcular:

(Ec. 25)

Corto circuito de umbral

Los valores máximo y mínimo del umbral de detección de cortocircuito, se puede determinar utilizando los valores mínimo y máximo de la resistencia de detección (0.386Ω y 0.394Ω, suponiendo un tipo 1% se utiliza):

(Ec. 26)

Y

(Ec. 27)

Voltaje de salida

La tensión de salida de 5V se establece mediante la selección de la resistencia R ₆ (después de la primera selección de un valor de 22kΩ para R ₅ ) de acuerdo con la siguiente ecuación:

(Ec. 28)

Si el más cercano E12 resistencia en serie de 5600Ω se selecciona, la tensión de salida nominal será 4.93V y la variación de la tensión de salida será de entre:

(Ec. 29)

Y

(Ec. 30)

Límite de corriente

A continuación, las resistencias se puede seleccionar para establecer el límite de corriente de salida. Suponiendo un límite de corriente de aproximadamente 200 mA, utilice una resistencia 100kΩ para R ₁ :

(Ec. 31)

La elección más cercana de la E12 valor estándar de 390kΩ da un límite real actual de 0.196A. Teniendo en cuenta todas las tolerancias y asumiendo resistencias del 1% se utilizan, los valores mínimos y máximos para la gama actual límite son los siguientes:

(Ec. 32)

Y

(Ec. 33)

Abierto de carga umbral de detección

Para establecer un valor nominal de carga abierta de detección de corriente de 10 mA, seleccione R ₄ utilizando la siguiente ecuación (habiendo seleccionado primero un valor de 100kΩ para R ₃ ):

(Ec. 34)

Utilizando una resistencia estándar para R ₄ de 20kΩ, calcular los valores mínimo y máximo de la carga umbral abierto:

(Ec. 35)

Y

(Ec. 36)

AOUT Precisión

Para evaluar la salida analógica (AOUT) exactitud, suponemos que la resistencia misma sensación seleccionado anteriormente (0.39Ω) y evaluar la precisión en una corriente de carga de 100 mA. En esta corriente, los valores mínimo y máximo de la tensión AOUT son:

(Ec. 37)

Y

(Ec. 38)

Tomando estas tensiones y el uso de software del microcontrolador para el cálculo de estas tensiones volver a la corriente (es decir, utilizando los valores típicos de la hoja de datos), una serie de una corriente evaluados se pueden derivar entre:

(Ec. 39)

Y

(Ec. 40)

Así, el margen de error en la medición efectuada por el microcontrolador es de ± 6,7% a 100 mA. Esta gama no tiene en cuenta los errores de otros en la medición de ADC como el error de referencia, la cuantificación de errores, etc

Partes Relacionadas

MAX16946
Antena remota, Detección de corriente y LDO / Interruptores
Muestras gratuitas

MAX16947
Antena remota, Detección de corriente y LDO / Interruptores
Muestras gratuitas