分fen流liu器qi檢jian測ce方fang式shi之zhi所suo以yi成cheng為wei首shou選xuan
，一yi方fang麵mian是shi由you於yu其qi較jiao高gao的de測ce量liang精jing度du和he相xiang對dui較jiao低di的de成cheng本ben

，另ling一yi方fang麵mian是shi因yin為wei它ta測ce量liang方fang法fa簡jian單dan，使shi用yong設she備bei少shao，方fang便bian快kuai捷jie。其qi測ce量liang原yuan理li是shi直zhi接jie測ce量liang分fen流liu器qi兩liang端duan的de電dian壓ya
，根gen據ju歐ou姆mu定ding律lv，用yong測ce得de的de電dian壓ya除chu以yi分fen流liu器qi的de電dian阻zu值zhi就jiu可ke以yi得de到dao電dian路lu中zhong的de電dian流liu值zhi。而er霍huo爾er傳chuan感gan器qi檢jian測ce方fang式shi雖sui然ran結jie構gou簡jian單dan，但dan其qi測ce量liang值zhi隨sui溫wen度du的de變bian化hua較jiao大da。為wei此ci，本ben文wen將jiang介jie紹shao一yi款kuan基ji於yumicrochip MCU、CAN接口和信號調理平台的低成本高精度的分流器檢測方案，供大家參考與使用。

 

該方案采用了Bourns的大電流分流器CSM2F-8518-L100J32，Microchip的MCU SAMC21E18A，ADC MCP3421，儀表放大器MCP6N16，電壓基準MCP1501以及Microchip 的CAN接口ATA6560。儀表放大器MCP6N16與電壓基準MCP1501將分流器的采集信號放大和抬升，再由18-bit 內置PGA ΔΣADC MCP3421 將放大的模擬信號轉成數字信號，通過I2C接口傳給Microchip MCU SAMC21E18A，然後MCU進行數據的讀取、處理和標定，Microchip 的CAN接口ATA6560用於數據通訊。該方案除了用於BMS係統，還可以用於電動和混動汽車，母線電流檢測和焊接設備。

 

 

該分流器方案的特點：最大的工作隔離電壓可以達到560V。室溫下，精度可達2‰

，全範圍精度為5‰，電源寬範圍電壓輸入，12V時消耗的電流小於3mA，工作溫度範圍-40~125 ℃，持續檢測電流500A，最大衝擊電流1000A（30mins on/off）

 

weilefangbianyonghudeceshi，biaodingheyingyong
，fangantongshiyetigongleshangweijiruanjian。tongguoqiaojiegongju，yonghukeyizhiguandeduifenliuqifanganjinxingbiaodingheceshiyingyong。MCU內置Flash支持讀寫功能，用來模擬EEPROM的功能存儲標定的數據。板上和分流器上貼有NTC溫度傳感器，用戶可以實時的讀取板上和分流器上的溫度。

 

 

了解了此電流檢測方案的整體特點之後，我們再來逐個介紹組成此方案的核心器件各自的特點。

 

先從此方案的MCU入手，Microchip MCU SAMC21E18A的特色是32 bit Cortex M0+ MCU，可以5V供電，靈活的串口外設Sercom可以任意靈活的配製成UART，SPI和I2C
；內置CAN控製器支持CAN-FD
，同時兼容CAN2.0 A/B。

 

其放大器MCP6N16具備自校正架構，可以通過超低失調、低失調漂移以及優異的共模和電源抑製功能來最大限度地提高DC性能
，同時消除1/f噪聲的不良影響，從而在全溫度範圍實現超高的精度。MCP6N16的低功耗CMOS工藝技術在實現低功耗的同時

，還可提供500 kHz的de帶dai寬kuan。此ci外wai，它ta配pei有you一yi個ge硬ying件jian使shi能neng引yin腳jiao可ke進jin一yi步bu降jiang低di功gong耗hao。對dui於yu既ji定ding速su度du和he性xing能neng而er言yan，這zhe種zhong低di功gong耗hao運yun行xing和he停ting機ji功gong能neng需xu要yao的de電dian流liu更geng少shao
，因yin而er可ke延yan長chang電dian池chi壽shou命ming和he減jian少shao本ben身shen發fa熱re。該gai放fang大da器qi的de運yun行xing電dian壓ya低di至zhi1.8V，使得兩節1.5V幹gan電dian池chi的de電dian量liang消xiao耗hao遠yuan比bi典dian型xing情qing況kuang下xia的de少shao，而er其qi軌gui對dui軌gui輸shu入ru和he輸shu出chu操cao作zuo即ji使shi是shi在zai低di供gong電dian的de條tiao件jian下xia也ye可ke確que保bao全quan範fan圍wei使shi用yong。這zhe使shi得de整zheng個ge運yun行xing電dian壓ya範fan圍wei內nei的de性xing能neng都dou得de到dao大da幅fu提ti升sheng。MCP6N16儀表放大器非常適用於需要高性能
、高精度與低功耗、低電壓運行兼備的應用，涵蓋醫療、消費和工業市場上的傳感器接口、信號調理以及固定式和便攜式儀器等等。

 

與其他A/D轉換器相比， MCP3421 特別適合需要設計簡單

、低功耗和節省空間的各種高精度模/ 數轉換應用。其特點主要表現在：全差分輸入，18位分辨率，精密的連續自校準功能
；可選擇3.75、15、60或240SPS采樣速率進行轉換；可工作在連續轉換或單次轉換模式，在單次轉換後的空閑期內自動進入待機模式
，極大的減少了電流消耗；內部集成2.048V 0.05%精度，且溫度漂移僅為5ppm/℃的基準電壓源，可編程增益放大器（PGA）提供1/2/4/8倍增益，允許測量極小的信號並且具有很高的分辨率，內部集成振蕩器電路並提供I2C串行接口等。

 

Microchip混合及線性信號產品部副總裁Bryan J. Liddiard表示：“ADC市場和應用的發展需要更高分辨率、更高速度和更高精度。此外
，更低的功耗和更小的封裝也非常重要，我們新推出的這些產品可滿足以上全部需求。”

 

高電壓輸入集成開關降壓穩壓器MCP16331可工作在最高50V的輸入電壓源下。 集成的特性包括上橋臂開關
、固定頻率峰值電流模式控製

、內部補償
、峰值電流限製和過溫保護。隻需最少量的外部元件

，即可開發完整的降壓直流/直流轉換器電源。通過集成限流元件、低電阻、高速N溝道MOSFET和相關的驅動電路來實現高轉換器效率。高開關頻率最大程度地減小了外部濾波元件的尺寸，從而實現小尺寸的解決方案。MCP16331可以在將輸出電壓穩壓至2.0V-24V的同時，提供500 mA的連續電流。器件集成了高性能峰值電流‌ﾠ模式架構，即使在電源係統中常見的輸入電壓階躍和輸出電流瞬變條件期間，也可以穩定地對輸出電壓進行穩壓。EN輸入用於開啟和關閉器件。對於限電和負載分配應用
，器件關閉時，輸入端僅消耗幾μA的電流。此引腳在內部上拉，因此即使EN引腳懸空
，器件也仍會啟動。輸出電壓可通過外部電阻分壓器進行設置。

 

汽車和工業CAN市場一直要求以具有成本效益的解決方案提供更高性能、更低功耗和更大靈活性。Microchip全新係列高速CAN收發器符合高性能要求，提供了行業的低待機電流，並有多種外形尺寸小巧的器件可供選擇。Microchip公司ATA6560/1收發器支持CAN FD標準和高達5Mbits/s的數據速率，為CAN協議控製器和CAN雙線式物理總線提供對接接口。符合ISO11898-2
、ISO11898-5和SAEJ2284標準，具備較高的電磁兼容性(EMC)和靜電釋放 (ESD)性能。當供電電壓關閉時
， ATA6560/1收發器可為CAN總線提供理想的無源性能
，配有一個供電電壓為3V 至5V的MCU直連接口。對於各類高速CAN網絡
、尤其是要求低功耗並需通過CAN總線喚醒的CAN節點而言，具備多種運行模式和專用故障安全功能的 ATA6560/1無疑是絕佳選擇。低功耗CAN收發器基於先進工藝開發，能夠進一步集成模擬功能和複雜的數字功能。

 

世健公司的現場應用總監仇嘉洋表示：世健公司作為技術分銷商跟解決方案商，時刻關注市場技術需求動態，通過采用Microchip公司高性能的Cortex-M0+ MCU，fengfudemonixinhaolian，dianyuanhejiekouchanpin，yufenliuqichuanganqixiangjiehe

，shijiangongsiweikehutigonglewanzhengdefenliuqidianliujiancejiejuefangan
，keguangfanyingyongyuqichehechunengBMS，電動和混動汽車
，工業母線電流檢測和焊接設備等大電流檢測的應用。

 

 

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