【導讀】幾家商業(yè)衛(wèi)星公司以巨大的影響力進入了太空領域，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)絡以及增強的光學成像平臺開發(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使每年發(fā)射更多衛(wèi)星的需求。這些任務使設計人員從以衛(wèi)星設計為基礎，轉向以簡單的分立元件（例如運算放大器或晶體管）為基礎，轉而使用更高集成度的電路，這有助于節(jié)省設計工作，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)絡以及增強的光學成像平臺開發(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使每年發(fā)射更多衛(wèi)星的需求。這些任務使設計人員從以衛(wèi)星設計為基礎，轉向以簡單的分立元件（例如運算放大器或晶體管）為基礎，轉而使用更高集成度的電路，這有助于節(jié)省設計工作，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）提供了更大的設計靈活性。 。
CSA支持高端和低端傳感設計；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總結了高端和低端實現(xiàn)的權衡。
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高端 |
低端 |
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實作 |
差分輸入 |
單路或差分輸入 |
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地面干擾 |
沒有 |
是 |
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普通電壓 |
接近供應 |
接近地面 |
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共模抑制比要求 |
更高 |
降低 |
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負載短路檢測 |
是 |
沒有 |
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的共模范圍使您可以更輕松地監(jiān)視關鍵任務組件并幫助確保任務成功。
電動應用
在電機驅動應用中，電機驅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的不希望有的波動。圖1顯示了競爭設備的輸出，而圖2顯示了INA240-SEP輸出。
圖1：競爭對手的輸出與PWM輸入的關系
圖2：INA240-SEP輸出與PWM輸入的關系
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，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，這在電機驅動和螺線管應用中尤其有用。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恢復紋波。
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，針對低地球軌道應用。
結論
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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