螺线管，电磁铁是一种机电类器件，由绕组绕可移动铁芯材料 （也称电枢或栓塞）制成。电流流经线圈时会形成磁 场，促使电枢在固定范围内运行。图 1 所示为一种机电 螺线管。螺线管通常设计用于简易开关 应用 ，例如仅 需两种运行状态的继电器。这些螺线管也可设计用于电 流与电枢位置成正比的线性操作。线性螺线管 适用于 压力、流体或空气得到精确调节的多种应用。在汽车 应 用中，线性螺线管用于喷油器、传动系统、液压悬架， 同时适用于触觉效应。线性螺线管常用于 需要精准控制 气流的重要医疗应用 以及重定向和控制流体流量 的工 业 应用

2 所示的电流感测放大器必须能够抑制高共模 dv/dt 信号并支持低于接地电压的共模电压。在上述配置中， 当高侧开关闭合时，螺线管通过电池产生的电流进行充 电。高侧开关的占空比决定了流经螺线管的电流，从而 控制栓塞的行程范围。当高侧开关断开后，电流流经反 激二极管，强制共模电压将一个二极管的电压降至接地 电压以下。 螺线管和阀门自身感性极强。螺线管的有效阻抗可简化 为电阻和电感。线圈采用铜制结构 (4000ppm/°C)，其 有效阻抗根据螺线管类型有所不同，应用于触控应用 以 及线性或定位阀门系统的螺线管阻抗分别 为 1Ω 和 10Ω。所有螺线管的电感均介于 1mH 至 10mH 之间。 图 3 所示为处于开环模式的螺线管驱动器在 25°C 和 125°C 下的电流曲线示例。当环境温度上升 100°C 但无 铜电阻补偿时，栓塞行程距离的精度约为 40%。螺线管 电流直接控制栓塞的行程距离。如果环境温度发生变 化，栓塞的行程距离随之改变，这将影响压力、流体或 空气调节等输出控制

螺线管（电磁铁）具有多种连接和驱动配置。一种常见螺线管驱动 方法是采用高侧驱动器配置。在该配置中，电流感测放 大器连接高侧开关与螺线管，如图 2 所示。该配置的一 项优势是当高侧开关断开时，螺线管与电池电压实现隔 离。避免螺线管与电池电压持续相连可减缓螺线管性能 下降并防止过早出现生命周期故障。

测量螺线管及电磁铁和阀门 应用 中的电流能够检测螺线管运行 特性发生的变化。电流测量可确定老化螺线管中磁场衰 减的影响，从而检测故障组件以防失效。在开环螺线管 控制系统中，有效阻抗的变化在铜绕组温度上升 100°C 时发生 40% 的漂移。电流控制反馈回路中的电流测量 使用 INA240 电流检测放大器，可将螺线管在温度范围 内的阻抗变化由 40% 降至 0.2%。 INA240 是一款高侧双向电流感测放大器，可支持 –4V 至 +80V 高共模电压范围。INA240 设计应用于 高 dv/dt 瞬变需要 抑制的 PWM 应用。INA240 采用 dv/dt 信号 抑制电路。该 功能 可缩短消隐时间，在低占空比条件 下支持精确 PWM 电流测量。该器件的低偏移电压、漂 移、增益和 400kHz 高带宽有助于针对 PWM 应用 进行 精确内联电流测量。对于 需要 精准控制流体、空气和 压力的阀门应用，使用 INA240 可确保电流测量精度和 温度稳定性。 备选器件建议 如果所需负共模电压较低，此类系统也可使用 LMP8601 器件。–22V 输入范围能够在螺线管跳变电压 较高时提供充足裕量。LMP8601 的一项缺点是 PWM 毛刺脉冲抑制及其针对高 dv/dt 信号快速稳定的响应。 LMP8640HV 是电流感测放大器的另一种典型示例，能 够满足此类高侧驱动配置的要求。对于 需要 高信号带 宽及低输入偏移电压低漂移的应用，可使