本應用筆記可幫助系統設計人員選擇正確的外部元件，與MAX16946遠端天線穩壓器和電流檢測放大器（CSA）配合使用，確保汽車天線檢測子系統滿足其性能目標。提供電子計算器，幫助指定MAX16946的關鍵外部元件。計算器還確定器件的工作范圍和模擬輸出電壓精度。

介紹

MAX16946為高壓穩壓器，內置精密電流檢測放大器（CSA），設計用于為汽車應用中的遠端無線電天線提供幻象電源。該器件提供短路保護、限流保護和負載開路檢測。限流保護和負載開路檢測的電流電平可通過外部電阻器進行編程。為了確保天線檢測電路滿足性能目標，設計工程師必須為設計選擇正確的外部元件。

圖1所示為MAX16946的典型應用。主要的外部組件及其功能如下：

R意義是檢測負載電流的電阻器。CSA 測量并放大該電阻兩端的電壓。因此，檢測電阻的值對于確定整體系統精度非常重要。

R5和 R6設置穩壓器輸出電壓。

COMP 的電容器可確保穩壓器在所有工作條件下的穩定性。

R1和 R2設置故障條件下的電流限制。如果電流在 100ms （min） 的消隱時間內保持電流限值，則輸出關閉，/SC 輸出置位為低電平，并在 1100ms 后嘗試重試。

R3和 R4設置開路負載檢測的閾值。低于此負載電流時，/OL輸出置位為低電平。

肖特基二極管D外當輸出關斷和L時，保護MAX16946免受OUT引腳上的負電壓瞬變的影響。外嘗試保持電流。如果沒有這個二極管，OUT可能會低于其絕對最大電壓-0.3V，這是不允許的。

圖1.MAX16946遠端天線CSA和開關的典型工作電路。

在天線應用中使用 CSA 和開關時，設計人員通常必須確定開路負載、正常工作、短路和電流限制的范圍（圖 2）。此外，還必須驗證CSA模擬輸出電壓的精度。

圖2.電流檢測放大器的工作范圍。

使用MAX16946計算器確定檢測電阻和電阻分壓器的正確值，設置限流和負載開路門限。它考慮了外部元件和MAX16946的容差。通過計算每個設計參數的公差范圍，設計人員確保設計參數在系統規范規定的限制范圍內。

計算檢測電阻值

理想情況下，最大負載電流在檢流電阻R兩端產生滿量程檢測電壓意義（圖1）。與AOUT相比，上限由1.7V的短路電流閾值表示。應用中的最大負載電流不應超過短路電流閾值，否則將錯誤地指示短路。計算 R 的初始值意義用：

（公式1）

其中1.7V為短路電流門限，0.4V為AOUT的零電流失調，26V/V為檢流放大器的增益，I南卡羅來納州是短路閾值。

由于檢測電阻具有一定的容差，因此所需的標稱值將低于公式1中計算的值。要計算公差：

（公式2）

其中 R意義是公式1中計算的檢測電阻值，R.感官耐受性是檢測電阻的容差。

通常，人們會為R選擇最接近的較小標準值感（標稱）.或者，可以使用標準電阻的串聯或并聯組合來獲得檢測電阻的最佳值。

計算短路電流檢測范圍

選擇檢測電阻的標稱值后，接下來需要確定通過檢測電阻的典型電流。該電流允許檢測短路，可以按如下方式計算：

（公式3）

其中 R感（標稱）是上面選擇的檢測電阻。

但是，由于短路電流閾值（1.7V）、CSA增益（26V/V）和AOOUT零電流失調電壓（0.4V）具有不相關的容差（即具有彼此獨立的最小值和最大值），因此I的值南卡羅來納州會在一定范圍內變化。此范圍的限制是：

（公式4）

和

（公式5）

其中 R感應（最大）是檢測電阻的最大值（包括其容差）和R感（分鐘）是其最小值。因此，當電流落在I之間時，/短路標志（SC）將置位為低電平SC（分鐘）和我SC（最大）.

設置輸出電壓

電阻器 R5和 R6圖1中設置MAX16946的輸出電壓。控制其值的等式為：

（公式6）

其中 VFB是穩壓中反饋引腳上的電壓（標稱值為1V）。輸出電壓的最小值和最大值為：

（公式7）

和

（公式8）

其中 VFB（分鐘）為 0.97V 和 VFB（最大）為 1.03V （在 5mA 至 150mA 的電流范圍內）。R5（最大）/ 15（分鐘）/ 16（最大）和 R6（分鐘）是 R 的最大值和最小值5和 R6分別。

請注意，通過將FB引腳連接到REG，輸出電壓可以設置為8.5V。在這種模式下，由于不需要考慮外部電阻的容差，因此可以實現更高的輸出電壓精度。

設置限流范圍

當AOOUT電壓達到LIM引腳上的電壓時，MAX16946限制其輸出電流，該電壓由REF、LIM和GND之間的電阻分壓器設置。標稱 REF 電壓為 3V。因此，以下等式適用：

（公式9）

我在哪里林是所需的限流閾值。為 R 選擇 100kΩ 的標準值1.R2然后可以計算：

（公式10）

考慮到不相關的容差，最壞情況下的限流范圍為：

（公式11）

和

（公式12）

其中 R1（最大）/ <>1（分鐘）/ <>2（最大）和 R2（分鐘）是 R 的最大值和最小值1和 R2分別。

設置開路負載檢測閾值

MAX16946的開路負載門限可通過位于REF、OLT和GND之間的電阻分壓器從外部調節。以下等式適用：

（公式13）

我在哪里老是所需的打開負載閾值。為 R 選擇 100kΩ 的標準值3.R4然后可以計算：

（公式14）

定義 R 的值之后3和 R4，以下等式可以計算開路負載檢測閾值的范圍：

（公式15）

和

（公式16）

其中 R3（最大）/ <>3（分鐘）/ <>4（最大）和 R4（分鐘）是 R 的最大值和最小值3和 R4分別。

通過AOOUT電壓測量輸出電流

使用給定檢測電阻時，R意義和定義的負載電流 I負荷，現在可以計算在CSA輸出AOUT上測量的最壞情況電壓值范圍。AOT上電壓的一般表達式為：

（公式17）

如果我們再次考慮所有不相關的公差，AOUT電壓將介于以下等式之間：

（公式18）

和

（公式19）

換句話說，檢測電流在V之間產生最壞情況下的AOOUT電壓變化奧特（分鐘）和 V奧特（最大）.

通常，AOT電壓使用微控制器的ADC測量，然后根據所有參數的標稱值計算負載電流。使用上述最壞情況的AOOUT電壓，微控制器將得出結論，電流在以下兩個值的范圍內：

（公式20）

和

（公式21）

ADC進行的電流測量容差，I托爾是：

（公式22）

計算示例

對于以下示例，我們假設天線幻象電源應用，其中正常工作范圍的上限設置為100mA，天線需要5V的調節電壓。如果我們將短路閾值設置為110mA時高10%，則檢測電阻的初始值為：

（公式23）

當使用容差為1%的電阻時，檢測電阻的最大標稱值為：

（公式24）

如果選擇下一個最低的E12串聯值0.39Ω，則可以計算出使用該電阻進行短路檢測的典型值：

（公式25）

短路閾值

短路檢測閾值的最小值和最大值可以使用檢測電阻的最小值和最大值（0.386Ω和0.394Ω，假設使用1%類型）來確定：

（公式26）

和

（公式27）

輸出電壓

5V的輸出電壓通過選擇電阻R來設定6（首先為R選擇22kΩ值后5） 根據以下等式：

（公式28）

如果選擇最接近的E12串聯電阻5600Ω，則標稱輸出電壓將為4.93V，輸出電壓的變化將在以下之間：

（公式29）

和

（公式30）

電流限制

接下來，可以選擇電阻來設置輸出電流限值。假設電流限值約為200mA，則R電阻為100kΩ1:

（公式31）

選擇最接近的E12標準值390kΩ，實際電流限值為0.196A。考慮到所有容差并假設使用1%電阻，限流范圍的最小值和最大值為：

（公式32）

和

（公式33）

開路負載檢測閾值

要將標稱開路負載檢測電流設置為 10mA，請選擇 R4使用以下公式（首先為R選擇100kΩ的值）3):

（公式34）

對 R 使用標準電阻420kΩ，計算開路負載閾值的最小值和最大值：

（公式35）

和

（公式36）

AOT精度

為了評估模擬輸出（AOUT）精度，我們假設上面選擇的相同檢測電阻（0.39Ω），并評估負載電流為100mA時的精度。在此電流下，AOUT電壓的最小值和最大值為：

（公式37）

和

（公式38）

將這些電壓并利用微控制器的軟件將這些電壓計算回電流（即，使用數據手冊中的典型值），可以得出以下評估電流的范圍：

（公式39）

和

（公式40）

因此，微控制器在100mA時的測量誤差范圍為±6.7%。此范圍未考慮ADC測量中的其他誤差，如基準電壓源誤差、量化誤差等。

審核編輯：郭婷