扫地机器人的精准电流检测及快速短路保护

随着城生活节奏加快以及生活品质的不断提高，扫地机器人成为了年轻的都市白领的新宠。扫地机器人通常由主机、尘盒、遥控器、充电座等组成。扫地机器人不仅可以完成琐碎的扫地工作，还可以自动回充，通常使用20V适配器和4节锂电池串联供电。

锂电池充电管理可分为集成方案和分立方案，集成方案通常采用BQ24610或BQ24773（SMBUS/I2C接口）,具有±0.5% 充电电压和±2% 充电电流精度，带有电源路径管理将系统电压稳定在电池电压，无电池或电池深度放电的情况下支持系统即时启动操作。

分立方案通常由MCU,MOS和运放构成（如图1所示），MCU实时采样电池的充电电压和充电电流，充电截止电流通常是充电电流的1/5~1/10。普通的运放由于本身的输入Offset偏置电压 (~3mV) 过大，使得充电电流采样的精度不高。例如，对于10mR的电流检测电阻在1A和0.2A充电时，运放引起的测量误差高达30%和150%，而采用TLV9062为前级运放，误差仅3%和15%

TLV9062是双通道低压5V放大器， 300uV的输入offset特别适用于高精度的电流检测前级放大，具有具有轨至轨输入和输出摆幅能力。此外，TLV9062还可以作为电压反馈前级buffer，0.5pA的输入漏电流可选用更大阻值的分压电阻，减少系统待机功耗。

滚轮的好坏决定了扫地机器人的爬坡越障能力，滚轮动力越强劲，则扫地机器人的穿梭能力就越高效。考虑到实际应用中可能引起滚轮过载或堵转，MCU需要实时去采样滚轮电机电流并作相应的保护动作，TLV9062同样适用于直流电机电流前级放大，如图2，10M单位增益带宽让设计者获得更小的信号延时和失真。

目前大部分的扫地机的边刷电机驱动都是采用单MOS管PWM驱动方式，当边刷上缠绕过多毛发，就会不可避免的会出现边刷电机堵转的情况，严重时可能烧毁电机。图3电路采用TLV9062作为电机电流前级放大，送至ADC采样监控电流，后级采用TLV9062作为比较器，当电机堵转时快速关断MOS管，保护边刷系统。该电路为无滞回比较器，TLV9062也可以设计为带滞回比较器，详细请参考应用手册SOBA219。

审核编辑：何安