從本質(zhì)上講，大多數(shù)直流電流檢測(cè)電路都是從電源線中的電阻開始的(盡管磁場(chǎng)檢測(cè)是一個(gè)很好的替代方案，尤其是在更高電流的情況下)。一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量電阻兩端的電壓降并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行縮放以讀取電流(E = I × R(如果我不包括這個(gè)，有人會(huì)抱怨))。如果檢測(cè)電阻器位于接地端，則解決方案是一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器電路。一切都以接地為參考，您只需注意接地布局中的小電壓降。

但通常，將檢測(cè)電阻器放置在電源引線中是首選方法。為什么?接地可能不可用(例如，底盤接地的汽車設(shè)備)，或者您可能不希望設(shè)備接地不同于電源接地，這可能導(dǎo)致接地環(huán)路和其他問題。那么，有哪些選擇呢?

最明顯和最明確的方法是在檢測(cè)電阻上放置一個(gè)差分或儀表放大器 (inamp)，但實(shí)際上這很少是一個(gè)好方法。為了準(zhǔn)確地檢測(cè)電流，通常需要極高的 CMR(共模抑制)，這既昂貴又容易漂移。

怎么會(huì)這樣?讓我們考慮一個(gè)示例設(shè)計(jì)：0-10A、12V 標(biāo)稱值、5mΩ 檢測(cè)電阻，最明顯的高端電流檢測(cè)解決方案，使用差分放大器。

甚至不要考慮為此使用分立電阻，除非它們是精密匹配網(wǎng)絡(luò)的一部分(因此當(dāng)然不是真正的分立)。對(duì)于 1V 的電源電壓偏移和 80dB 的差分放大器 CMRR(轉(zhuǎn)換為約 0.01% 的電阻匹配)，您將看到相當(dāng)于 20mA 的電流偏移(80dB CMRR 的 1V 變化導(dǎo)致 0.1 mV 偏移參考輸入;除以 5mΩ 檢測(cè)電阻器的 5mV/A 縮放比例)。

對(duì)于 0-12V 電源，將其乘以 12：電壓范圍內(nèi)的 240mA 偏移。

請(qǐng)注意，真正的三運(yùn)放儀表放大器對(duì)電阻匹配的敏感度低于單運(yùn)放差分放大器。盡管如此，通常有更好的方法。

我上面提到的設(shè)計(jì)理念使用了帶有分立電阻的單運(yùn)算放大器差分放大器。事實(shí)上，一個(gè)電阻器可以用一個(gè)電位器微調(diào)，我最初認(rèn)為這是用于 CMRR，但結(jié)果是增益調(diào)整!如果電源電壓堅(jiān)如磐石，這在某種意義上是可行的，但這并不是一個(gè)好主意。

第二種高側(cè)感覺方法是我在很多個(gè)月前提出的一種方法，涉及一些橫向思維。我把事情放在他們的頭上，并使用 V+ 作為我的參考軌而不是接地。這在概念上類似于負(fù)電源的低端感應(yīng)，如果您可以擺脫它，這是一個(gè)很好的解決方案。

輸出的進(jìn)一步處理(例如，比較器)參考V+。R4 是可選的，用于保護(hù)。

我要告訴你的第三種方法現(xiàn)在在 IC 解決方案中很常見，其中晶體管和運(yùn)算放大器一起工作以接地參考電流測(cè)量。當(dāng)我想出我的倒置運(yùn)算放大器時(shí)，我并不知道這種設(shè)計(jì)，這可能是一件好事，因?yàn)樗鼮槲夜?jié)省了一個(gè)晶體管。

此類部件的來源包括ST、Maxim和凌力爾特，但您自己也很容易實(shí)現(xiàn)該電路。

最新電流監(jiān)視器：Diodes一系列新的雙向電流監(jiān)測(cè)器采用高穩(wěn)定性零漂移架構(gòu)，可在廣泛的共模電壓范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量極低的檢測(cè)電壓。這些電流傳感器的目標(biāo)應(yīng)用包括電池充電器、工業(yè)伺服系統(tǒng)、筆記本電腦、服務(wù)器場(chǎng)中的電源機(jī)架和機(jī)器人系統(tǒng)。

Diodes Inc.的ZXCT199系列電流監(jiān)控器提供六種型號(hào)，每種型號(hào)均配備精密斬波穩(wěn)定運(yùn)算放大器，可實(shí)現(xiàn)高精度操作。它們的低失調(diào)電壓有助于電流檢測(cè)，分流器上的最大壓降低至 10 mV 滿量程。這反過來又可以通過廉價(jià)的低值分流電阻器組件測(cè)量高電流。

ZXCT199 電流檢測(cè)器是一款單級(jí)儀表放大器，設(shè)計(jì)用在寬廣共模電壓范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量非常小的感測(cè)電壓。其應(yīng)用包括電源中負(fù)載電流的電流感測(cè)、電機(jī)控制以及電池供電設(shè)備中充電與放電電流的監(jiān)測(cè)。

ZXCT199 具有低補(bǔ)償電壓和零漂移架構(gòu)，使其能在分流電阻兩端實(shí)現(xiàn)最大壓降的電流感測(cè)，達(dá)到10mV 滿刻度，從而允許使用小值感測(cè)電阻監(jiān)測(cè)大電流。

該器件提供三種固定電壓增益選項(xiàng)：50V/V、100V/V及 200V/V。每個(gè)選項(xiàng)都具有 -0.1V 至 +26V 的寬廣共模感測(cè)輸入電壓范圍，與供應(yīng)電壓無關(guān)。

增益誤差低至 0.8%

補(bǔ)償電壓低至 80μV

溫度范圍：-40oC 至 +125oC

操作電壓范圍：2.7 至 26V

產(chǎn)品封裝：SOT363