Circuito de detección de corriente para rango dinámico de 0.1uA a 100mA [duplicado]

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Para un nodo de sensor alimentado por batería, necesito poder medir los niveles de corriente que tienen un rango dinámico de 0.1uA [corriente de espera] a 100mA [corriente máxima].

Para esto, estoy pensando en una resistencia de derivación de corriente de lado alto y un amplificador que alimenta un ADC. Para la derivación, podría ir con una resistencia de 0,1 ohmios para minimizar la caída de voltaje en el caso de la corriente pico [pero perder la capacidad para medir la corriente de espera], o ir con una resistencia de 10 ohmios para tener alguna posibilidad de poder medir la corriente de espera de 0.1uA [pero existe el riesgo de una caída de voltaje demasiado alta en el caso de la corriente pico].

Este debe ser un problema bastante estándar para las personas que miden corrientes en los nodos sensores.

Para alguien que podría haber resuelto un problema similar en el pasado,

  1. ¿Qué circuito diseñaste para medir corrientes que van desde 0.1uA a 100mA? [para mí es fundamental poder medir corrientes de reserva del orden de 0.1uA]

  2. ¿Qué tipo de resistencia de derivación y amplificador seleccionó?

[Editar: esta pregunta es diferente de la aquí ya que estoy tratando de diseñar un solo circuito que mediría A través de 0.1uA a 100mA, sin tener que cambiar manualmente las resistencias. La solución principal en la respuesta a la otra pregunta requiere que se establezca de antemano el rango actual que se va a medir. Mi pregunta aborda un problema diferente.]

    
pregunta NK2020

1 respuesta

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Podrías hacer algo como esto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto dejaría caer un máximo de aproximadamente 0.7-0.8V a 0.1A (principalmente debido a D1).

Tomaría la medida VM1 para VM1 < 100mV, digamos, y use VM2 para corrientes más altas. VM1 es de 10 uV a 100 nA, hasta 100 mV a 1 mA. Entonces VM2 es de 10uV a 100uA hasta 10mV a 0.1A. Podrías usar dos canales ADC y dos amplificadores. Estas son solo ideas aproximadas: es posible que desee aumentar R1 a 200 o 500 ohmios para reducir la superposición y aumentar la señal a 100 nA.

Si se considera que la caída de voltaje es excesiva, una forma de resolverlo sería utilizar un MOSFET de canal P en paralelo con D1 y cambiarlo con un comparador accionado por VM2. Sin embargo, eso tendría un cierto tiempo de respuesta e inyectaría algunos picos de corriente en las mediciones al cambiar. O use una disposición diferente con V1 servo'd para mantener el voltaje de salida dentro de las especificaciones, de esa manera la caída de voltaje no importaría siempre que V1 pudiera producir el voltaje adicional.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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