풀스케일에 이르기 전에 잘리는 전류 출력형 모니터

태그: 전류 센싱

증상

전류 출력형(current-output) 전류 센스 모니터가 작은 전류에서는 바르게 읽다가, 어떤 전류부터 출력이 더 오르지 않습니다. 그 전류는 설계에서 이득으로 계산한 풀스케일(full scale)보다 낮습니다. 출력 저항을 키우면 더 낮은 전류에서 측정값이 잘립니다.

원인

모니터는 센스 전압이 입력 저항 양단에 걸리게 하고, 그 결과 흐르는 전류를 출력 저항으로 흘려보내므로, 이득은 두 저항의 비입니다 (전류 출력형 모니터) [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV]. 출력은 어떤 최대 전압까지만 오를 수 있으며, LTC6101 데이터시트는 이 값을 정해진 전원 전압에서의 절댓값으로 줍니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV]. 출력 저항은 이득을 정하고, 따라서 출력이 그 전압에 이르는 전류를 정할 뿐, 그 전압 자체는 정하지 않습니다. 풀스케일은 그 한계와 ADC의 풀스케일 가운데 낮은 쪽입니다.

센스 체인 예제에서 모니터는 출력을 4 V까지 낼 수 있고, ADC는 2.5 V까지 읽습니다. 가장 큰 전류 2 A에서 출력은 2 V이고, 패드 저항과 출력을 높이는 부호의 오프셋까지 더하면 2.11 V입니다. 출력 저항을 두 배로 하면 이 최고 출력도 두 배가 되어 두 한계를 모두 넘습니다.

확인 방법

전류를 단계적으로 올리며 모니터의 출력 핀에서 직접 출력을 읽으십시오. 직선이 어떤 전압에서 평평하게 꺾이고 그 전압이 출력 저항을 바꿔도 움직이지 않는다면, 그것이 출력의 한계입니다. 그 전압을 사용하는 전원 전압에서 데이터시트가 주는 최대 출력과 비교하십시오.

해결

오프셋과 패드의 기여를 출력을 높이는 부호로 넣고도 가장 큰 전류에서의 출력이 모니터의 최대 출력과 ADC의 풀스케일보다 모두 낮도록 출력 저항을 고르십시오. 센스 체인 도구가 그 풀스케일 전류를 계산하고, 잘릴 수 있는 측정값을 표시합니다.

참고 자료

• [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV]: 전류 출력형 모니터, 두 저항으로 정해지는 이득, 최대 출력 전압.
• 센스 체인: 풀스케일과 출력 한계의 풀이.
• 전류 센싱: 션트와 그 연결.