用于磁流变液体阻尼器的可控电流放大器

V之间。当PWM频率设置在25 kHz，RPWM被取为75 kΩ时，占空比为10％；RPWM被取为200 kΩ时，占空比为90％。若川模拟电压或D/A转换器时，模拟电压或D/A转换器必须能够提供灌电流能力(=2.75，Iref而Iref=1.3 V/Rfreq)。

脚2是设置上电后DRV103从DC(100％占空比)转到PWM模式的初始时间，即延时调节。它在内部连接到一个3μA的电流源和一个2.6 V阈值的比较器。当脚2上电压低于2.6 V时，DRV103是100％占 空比输出_。当此脚悬空时，延时时间为18μs。这是由内部奇生电容引起的。若有需要更少时间，它可以连接到+5 V，延时时问可减少到1μs当脚2接上10μF电容时，延时时间可到11 s。PWM频率是通过脚3的接地电阻值}殳定。DRV103内部振荡器的频率范围在500 Hz～100 kHz。但是在500 Hz下，外接电阻值将达到lO MΩ。脚2将成为高阻抗输入节点，会对电噪信号非常敏感。当PWM频率是10 kHz、2 5 kHz和5 0 kHz时外接电阻值分刖为523 kΩ、205 kΩ和1100 kΩ。

DRV103通过一个功率DMOS管输出3 A驱动电流(脚5)，足够驱动中小型电磁线圈。其导通电阻为0.5 Q，确保低功耗。最高上升速率限制的栅极驱动能够减少RFI/EFI辐射噪声。当驱动电感负载时，DRV103内部的钳位二极符ESD不能取代外部放电二极管。脚7是故障指示输出。当过电流或过热时，提供一个灌电流通道来驱动发光二极僻，最大灌电流限
制在10 mA之内。脚8是TTL电平兼容的输入端口，高于1.7 V时，DRV103提供PWM输出；低于1.7 V时，DRV103无PWM输出。脚8不能"接连接到电源上，否则会损坏DRV103。脚6是电源，其范围是+8 v～+32 V，它必须大于负载供电电压 。

DRV103电特性参数(典型值)如下：

输出电流(脚5)1.5 A，SO-8封装(U)；

输出电流(脚5)3 A，功率PADTM封装(H)；

最大电流限制(脚5)3.5 A，超过此值，归零；

导通电阻0.4 Ω；

输出时饱和电压+0.4 V，I0=1 A；

数字控制输入(脚8)+2.2 V～+5.5 V(TTL电平)，高电平使能；

恒定DC输出对PWM延时(脚2)110 ms，取决于外部电容；

占宅比调节(脚1)10％～90％；

占空比精度±2％，25 kHz、50％占空比；

非线性l％FSR；

动态响应：输出电压上升时间0.2μs，输出电压下降时间0.2μs，振荡频率范围0.5 kHz～100 kHz，Rosc=205 kΩ，f=25 kHz；

工作温度-55℃～+125℃；

温度保护+160℃，+140℃时恢复；

故障输出(脚7)5 V，20 kΩ上拉到+5 V；

故障输出灌电流2 mA；

电源供给范围(脚6)+8 V～+32 V。

注：输出电流被DRV103功率耗散所限。当达到输出电流上限，输出电流将被置为0。恒定DC输出对PWM延时=1.1 Cn×106(CD单位为F)。功率PADTMSO-8(H)封装在散热片下长期最大工作电流为2 A。

可控电流放大器由PWM控制DRV103、负载电流反馈环节、占空比电压信号线性变换3部分组成。由于在磁流变液体研究中需要大电流进行多种性能实验，特地在DRV103输出增加一级电流驱动，使之最大驱动电流能够达到40 A。这级驱动采用International Rectifier公司生产的HEXFET功率MOSFET管IRF5210，其最大工作电流为40 A，反向电压为100 V，导通电阻为0.06 Ω。若需要更大的输出电流，可采用IRF4905，其最大工作电流为74 A，反向电压为55 V，导通电阻为0.02 Ω。快速恢复外延二级管DSE120为电磁线圈放电提供快速通道，保护MOSFET管IRF5210。PWM振荡频率可调，当该电阻Rref调到205 kΩ时，振荡频率设置在25 kHz，该电阻Rref调到100 kΩ时，振荡频率设置在50 kHz。但是，若振荡频率设置在50 kHz，占空比调节将会发生变化，不再是图3所示曲线。上电后系统自动地工作(自动使能)，无须另加控制信号。

当温度变化引起负载电阻值改变会带来电流不稳定，进而影响磁流变液体阻尼效果。磁流变液体可控电流放大器可设计成电流反馈控制型，如图5所示。即在负载上串联一个采样电阻Rsense,取出电流信号，输入一个负反馈放大器A1，取出电压V1：

经过误差比较放大器A2，当R4=R5=R6时，有误差输出电压V2:

经过PI运算，其输出V3为：

在一个确定不变的D/A输入信号下，若负载电流由于温度而变大，则Vsense变大，根据式(3)，V3将变小，占空比减小，导致输出电流减小从而抵消负载电流的增大，维持负载电流稳定。若考虑到当大电流时，采样电阻功耗太大，发热严重，可取消电流反馈回路。

考虑到许多新的D/A转换器不具有灌电流能力，而且D/A的输出通常是0 V～+10 V，若直接将D/A接入脚1，将会出现大的死区，除