|
高端 |
低端 |
實作 |
差分輸入 |
單路或差分輸入 |
地面干擾 |
沒有 |
是 |
普通電壓 |
接近供應(yīng) |
接近地面 |
共模抑制比要求 |
更高 |
降低 |
負載短路檢測 |
是 |
沒有 |
電流檢測放大器如何監(jiān)測衛(wèi)星健康
發(fā)布時間:2021-02-17 來源:Kyle Stone 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】幾家商業(yè)衛(wèi)星公司以巨大的影響力進入了太空領(lǐng)域,徹底改變了這一曾經(jīng)由政府資助的活動。希望將電信巨型星座,強大的雷達網(wǎng)絡(luò)以及增強的光學(xué)成像平臺開發(fā)成低地球軌道,中地球軌道和對地靜止赤道軌道的公司驅(qū)使每年發(fā)射更多衛(wèi)星的需求。這些任務(wù)使設(shè)計人員從以衛(wèi)星設(shè)計為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)向以簡單的分立元件(例如運算放大器或晶體管)為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)而使用更高集成度的電路,這有助于節(jié)省設(shè)計工作,組裝和測試的時間。
幾家商業(yè)衛(wèi)星公司以巨大的影響力進入了太空領(lǐng)域,徹底改變了這一曾經(jīng)由政府資助的活動。希望將電信巨型星座,強大的雷達網(wǎng)絡(luò)以及增強的光學(xué)成像平臺開發(fā)成低地球軌道,中地球軌道和對地靜止赤道軌道的公司驅(qū)使每年發(fā)射更多衛(wèi)星的需求。這些任務(wù)使設(shè)計人員從以衛(wèi)星設(shè)計為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)向以簡單的分立元件(例如運算放大器或晶體管)為基礎(chǔ),轉(zhuǎn)而使用更高集成度的電路,這有助于節(jié)省設(shè)計工作,組裝和測試的時間。
電流檢測放大器(CSA)非常適合整個衛(wèi)星電子系統(tǒng)中的各種應(yīng)用。在本文中,我將討論CSA如何通過實現(xiàn)諸如電源軌電流監(jiān)視,負載點檢測和電動機驅(qū)動控制等功能來監(jiān)視衛(wèi)星配電系統(tǒng)和電動機的運行狀況和功能。
衛(wèi)星電流監(jiān)控
衛(wèi)星CSA的最常見用例之一是監(jiān)視主電源軌輸入電流以檢測單事件瞬態(tài)。由于CSA可以處理大于其輸入引腳電源電壓的電壓,因此它比傳統(tǒng)的運算放大器或其他分立解決方案(后者的共模輸入引腳電壓受放大器的電源電壓限制)提供了更大的設(shè)計靈活性。 。
CSA支持高端和低端傳感設(shè)計;您可以將系統(tǒng)配置為在負載之前或之后配備一個分流電阻,并可以監(jiān)視預(yù)期的已交付負載電流中的異常情況,例如過流事件。表1總結(jié)了高端和低端實現(xiàn)的權(quán)衡。
我們的QML V級空間等級CSA INA901-SP能夠進行高邊和低邊檢測,輸入電壓范圍為–15 V至65 V,輻射強度為50克拉(Si),低劑量率和單事件閂鎖(SEL)免疫力的最大保證(RHA)規(guī)范,其特征是LET EFF = 75 MeV-cm 2 / mg SEL。該INA901-SP有助于最大限度地減少從過流事件需要監(jiān)控電源軌的健康和保護衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量。
負載點檢測
利用CSA進行負載點檢測對于收集有關(guān)重要系統(tǒng)組件的數(shù)據(jù),以確定特定系統(tǒng)負載的運行狀況或功耗很有用。使用來自CSA的數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以做出數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策,例如自校準或節(jié)流負載組件,以確保正常運行之外的正常運行。CSA的精度,高電壓范圍和與電源電壓無關(guān)的共模范圍使您可以更輕松地監(jiān)視關(guān)鍵任務(wù)組件并幫助確保任務(wù)成功。
電動應(yīng)用
在電機驅(qū)動應(yīng)用中,電機驅(qū)動器電路生成脈寬調(diào)制(PWM)信號以精確控制電機的運行。這些調(diào)制信號要經(jīng)過與每個電動機相位一致的監(jiān)視電路,該監(jiān)視電路為控制電路傳遞反饋信息。由于與理論放大器相比,實際放大器不夠理想,因此,放大器無法充分抑制共模電壓的大PWM驅(qū)動輸入電壓階躍會影響輸出,因此可能會受到影響。實際的放大器沒有無限的共模抑制,并且在放大器輸出端出現(xiàn)了與每個輸入電壓階躍相對應(yīng)的不希望有的波動。圖1顯示了競爭設(shè)備的輸出,而圖2顯示了INA240-SEP輸出。
圖1:競爭對手的輸出與PWM輸入的關(guān)系
圖2:INA240-SEP輸出與PWM輸入的關(guān)系
這些輸出波動可能會很大,并且取決于放大器的特性,可能會花費大量時間才能在輸入躍遷后穩(wěn)定下來。利用INA240-SEP中增強的PWM抑制技術(shù),有助于在使用PWM信號的系統(tǒng)中為大型共模瞬變(ΔV/Δt)提供高水平的抑制,這在電機驅(qū)動和螺線管應(yīng)用中尤其有用。此功能可實現(xiàn)準確的電流測量,同時減少瞬變并降低輸出電壓上的相關(guān)恢復(fù)紋波。
的INA240-SEP是封裝在空間增強塑料的超精密裝置,其能夠-4-V的與0.2%的增益誤差80-V的共模電壓; 增益漂移為2.5 ppm /°C; 以及±25μV的偏移電壓,這是TI耐輻射產(chǎn)品組合的一部分,即“太空增強塑料”(Space EP)至30克拉(Si)RHA的SEL抗擾度,在125時為43 MeV-cm 2 / mg °C,針對低地球軌道應(yīng)用。
結(jié)論
電流感測為系統(tǒng)提供了許多好處,包括優(yōu)化的性能,改進的可靠性以及狀態(tài)監(jiān)視功能,以保護系統(tǒng)生命。由于空間級CSA可以直接測量并獲得高度準確的結(jié)果,因此它們可以幫助系統(tǒng)在最惡劣的環(huán)境中正常運行多年。
(來源:TI,作者:Kyle Stone)
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