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几家商业卫星公司的加入对航天领域产生了深远的影响，彻底改变了政府资助的航天活动。一些公司认为，每年都需要发射更多的卫星，以开发电信超级星座、强大的雷达网络和增强的光学成像平台，它们运行在近地轨道、中轨道和地球赤道轨道上。鉴于上述任务，设计师从使用操作放大器或晶体管等简单的分立元件到更集成的电路，以节省设计、组装和测试时间。

电流检测放大器(CSA)非常适合整个卫星电子系统的各种应用。本文将讨论CSA卫星配电系统和电机的运行状态和功能如何通过实现电源轨电流监测、负载点检测和电机驱动控制来监测。

卫星电流监测

CSA通过监测主电源轨输入电流源轨输入电流来检测的。CSA与传统的操作放大器或其他分立式解决方案（其共模输入引脚电压受放大器电源电压的限制）相比，可以检测高于其输入引脚电源电压的施加电压，CSA设计灵活性更大。

CSA支持高侧和低侧检测设计；您可以将系统配置为在负载前后连接分流电阻，并监测预期负载电流中是否有异常（如过流事件）。表1总结了高侧和低侧检测方案的优缺点。

表1 检测高侧和低侧

高侧

低侧

检测方案

差分输入

单端或差分输入

接地干扰

否

是

共模电压

靠近电源

靠近接地

共模抑制比要求

更高

较低

负载短路检测

是

否

我们的QML V类航天级CSA INA901-SP输入电压范围测，输入电压范围为–15V至65V，保证低剂量率耐辐射加固(RHA)规格为50krad(Si)，单粒子锁定(SEL)抗干扰规格高达LETEFF=75MeV-cm2/mg SEL。INA901-SP有助于更大限度减少监测电源轨运行状况和保护卫星系统免受过流事件影响所需的器件数量。

负载点检测

使用CSA负载点检测有助于收集重要系统元件的数据，从而确定特定系统负载的运行状态或功耗。利用CSA对于检测到的数据，系统可以做出数据驱动的决策，如自校准或节流负载元件，以确保正常运行条件以外的稳定运行。以其精度、高压范围和独立于电源电压的共模范围特性，CSA可以更容易地监控任务的关键部件，并帮助确保任务的成功完成。

电机驱动应用

在电机驱动应用中，电机驱动电路产生脉宽调制(PWM)准确控制电机运行的信号。为了为控制电路提供反馈信息，监控位于电机各相位的监控电路。与理论上的放大器相比，实际情况下的放大器并不理想，因此由于放大器全抑制共模电压PWM驱动输入电压急剧跳跃并受到影响。实际放大器没有无限的共模抑制能力，放大器输出端与每个输入电压阶跃相对应的异常波动。图1显示竞争器件的输出，图2显示INA240-SEP的输出。

图1 竞争器件输出及PWM输入关系

图2 INA240-SEP输出与PWM输入关系

上述输出波动可能相当大，根据放大器的特性，输入转换后可能需要很长时间才能稳定。INA240-SEP中的增强型TI中文官网PWM可用于抑制技术PWM信号系统中的大共模瞬变(ΔV/Δt)在电机驱动和电磁阀的应用中，提供高水平的抑制尤为有用。该功能可以实现精确的电流测量，减少输出电压上的瞬变和相关恢复纹波。

INA240-SEP超精密装置采用增强型航天塑料包装，可提供–4V至80V增益误差为0.2%，增益漂移为2.5ppm/°C，失调电压为±25μV。该器件属于TI耐辐射产品系列(航天EP），该系列的RHA高达30krad(Si)，SEL抗扰度在125°C下高达43MeV-cm2/mg，适用于近地轨道应用。

结语

电流检测可以给系统带来很多好处，包括优化性能、提高可靠性和状态监测(保护系统的重要组成部分)。因为航天级CSA支持进行直接测量并提供高度精确的结果，因此可帮助系统在极其恶劣的环境中正常运行多年。