tips：方案參考來自TI參考設計，僅供學習交流使用。

1.設計需求

2.設計方案

這是一種快速響應單向電流檢測解決方案，通常稱為過流保護 (OCP)，可提供 < 2μs 的響應時間、tresp、過流警報信號以關閉超過閾值電流的系統。在該特定設置中，正常工作負載為 80mA 至 900mA，過流閾值定義為 1A (IOC_TH)。電流分流監控器由 5V 電源軌供電。OCP 可以應用于高側和低側拓撲。此電路中呈現的解決方案屬于高側實現。此電路非常適用于只能揚聲器和擴展塢。

1. 使用去耦電容器 C1 和 C2 以確保器件電源穩定。將去耦電容器盡可能靠近器件電源引腳放置。

2. 如果需要具有較高跳閘點的較大動態電流測量范圍，可以在 INA185 OUT 引腳和接地之間連接一個分壓器，并將分壓器輸出連接到TLV4021R1 輸入。

3.設計說明

1. 確定在與比較器的傳播延遲配合使用時，為了實現足夠快的響應所需的壓擺率 SR。在此示例中，由于 TLV4021 器件具有快速傳播延遲 (tP = 450ns) 和快速下降時間 (tf = 4ns)，因此選擇該器件作為外部比較器。
   當負載從 0A 升至 1A (ΔVout = Vtrip – 0V) 時，會發生最壞的情況。為了降低激進的壓擺率，可以從分子中的 Vtrip 中減去器件失調電壓（VOS x 增益）。

2. 選擇壓擺率大于或等于 0.78V/μs 的電流分流監控器。INA185 器件的典型壓擺率為 2V/μs，可滿足要求。
3. 為了獲得測得的最低電流電平和過流電平之間的最大余量，請從所選電流分流監控器中選擇最小增益型號。在這種情況下，使用配有 1.2V 比較器基準的 20V/V 電流分流監控器就足夠了。

4.在給定 20V/V 增益的情況下計算 Rshunt 值。使用最接近的標準值分流器，最好低于計算出的分流器，以避免過早地限制輸出。

5. 檢查最小電流測量值是否明顯高于電流分流監控器輸入偏移電壓。建議的最大失調電壓誤差 errorVOS 為 10%。

6. 檢查 ILoad Max 是否低于遲滯閾值 IRelease_TH，從而確保在系統采取糾正措施以使負載回到低于正常工作范圍的上限之后，清除警報信號。在這種情況下，900mA 正常工作區域最大值與比較器施加的遲滯電平之間存在 83mA 的裕度。

4.仿真驗證

直流傳輸特性曲線確認 OCP 觸發來自 1A 負載。

瞬態仿真結果

以下結果證實了與 TLV4021 器件配對的 INA185 器件可在 2μs 內觸發超出過流閾值的警報。在這種情況下，幾乎可以實現 1μs 的典型值。請謹記，這些仿真中使用的模型都是圍繞典型器件特性進行設計的。實際性能可能會因正常設備的變化而有所不同。