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ZHCSTN4B October 2023 – August 2024 TMCS1133

PRODUCTION DATA

9.2.2 详细设计过程

根据所需的测量电流电平和所选电源电压，使用 TMCS1133 的主要设计参数可实现出色的灵敏度。由于此内嵌式相电流应用示例中测量了正电流和负电流，因此请选择双向型号。TMCS1133 具有精密的内部基准电压，此电压可确定零电流输出电压 V_OUT,0A。

TMCS1133AxA 型号的内部基准电压（零电流输出电压 V_OUT,0A = 2.5V）用于与 5V 电源一起使用时进行双向电流测量。 TMCS1133BxA 型号的内部基准电压（零电流输出电压 V_OUT,0A = 1.65V）用于与 3.3V 电源一起使用时进行双向电流测量。可以进一步考虑噪声和与 ADC 的集成，但这超出了本应用设计示例的范围。TMCS1133 输出电压 V_OUT 与输入电流 I_IN 成正比，如方程式 30 所定义，输出失调电压由 V_OUT,0A 设置。

方程式 30.

V_{O U T} = (I_{I N} \times S) + V_{O U T, 0 A}

检测解决方案的设计侧重于更大限度地提高器件的灵敏度，同时在预期的电流输入范围内保持线性测量。TMCS1133 具有线性可测量电流范围，该范围受到相对于电源的正摆幅或相对于接地的负摆幅的限制。若要弄清工作裕度，请考虑之前定义的可能的最小电源电压 V_S,min = 4.9V。使用上述参数，最大线性输出电压 V_OUT,max 由方程式 31 定义，最小线性输出电压 V_OUT,min 由方程式 32 定义。

方程式 31.

V_{O U T, m a x} = V_{S, m i n} - 100 m V

方程式 32.

V_{O U T, m i n} = 100 m V

表 9-4 展示了该示例应用的设计参数以及计算得出的输出范围。

表 9-4 示例应用设计参数

设计参数	示例值
V_OUT,max	4.8V
V_OUT,0A	2.5V
V_OUT,max - V_OUT,0A	2.3V

这些设计参数可产生 ±2.3V（大约 V_OUT,0A = 2.5V）的最大正线性输出电压摆幅。若要确定 TMCS1133 的哪个灵敏度型号能够更充分地利用该线性范围，请使用方程式 33 计算双向电流 ±I_IN,max 的最大电流范围。

方程式 33.

I_{I N, m a x} = \frac{(V_{O U T, m a x} - V_{O U T, 0 A})}{S}

其中

S 是相关 AxA 型号的灵敏度。

表 9-5 展示了具有相应灵敏度的 TMCS1133 的每个增益型号的计算。

表 9-5 具有 2.3V 正输出摆幅的最大满量程电流范围

型号	灵敏度	I_IN,max
TMCS1133A1A	25mV/A	±92A
TMCS1133A2A	50mV/A	±46A
TMCS1133A3A	75mV/A	±30.6A
TMCS1133A4A	100mV/A	±23A
TMCS1133A5A	150mV/A	±15.3A

通常，选择灵敏度最高的型号以提供大于所需满量程电流范围的最低最大输入电流范围。对于本示例中的设计参数，TMCS1133A4A（灵敏度均为 100mV/A）是合适的选择，因为最大 ±23A 的线性可测量范围大于所需的 ±20A 满量程电流范围。