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          扒一扒電流檢測(cè)電路

          作者: 時(shí)間:2024-08-29 來(lái)源:硬件筆記本 收藏

          電流檢測(cè)的應(yīng)用

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202408/462456.htm


          電路常用于:高壓短路保護(hù)、電機(jī)控制、DC/DC換流器、系統(tǒng)功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測(cè)等場(chǎng)景。


          對(duì)于大部分應(yīng)用,都是通過(guò)感測(cè)電阻兩端的壓降測(cè)量電流。


          一般使用電流通過(guò)時(shí)的壓降為數(shù)十mV~數(shù)百mV的電阻值,電流檢測(cè)用低電阻器使用數(shù)Ω以下的較小電阻值;檢測(cè)數(shù)十A的大電流時(shí)需要數(shù)mΩ的極小電阻值,因此,以小電阻值見(jiàn)長(zhǎng)的金屬板型和金屬箔型低電阻器比較常用,而小電流是通過(guò)數(shù)百mΩ~數(shù)Ω的較大電阻值進(jìn)行檢測(cè)。


          測(cè)量電流時(shí), 通常會(huì)將電阻放在電路中的兩個(gè)位置。第一個(gè)位置是放在電源與負(fù)載之間。這種測(cè)量方法稱(chēng)為高側(cè)感測(cè)。通常放置感測(cè)電阻的第二個(gè)位置是放在負(fù)載和接地端之間。這種電流感測(cè)方法稱(chēng)為低側(cè)電流感測(cè)。


          兩種測(cè)量方法各有利弊,低邊電阻在接地通路中增加了不希望的額外阻抗;采用高側(cè)電阻的電路必須承受相對(duì)較大的共模信號(hào)。低側(cè)電流測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)之一是共模電壓, 即測(cè)量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設(shè)計(jì)應(yīng)用電路, 也便于選擇適合這種測(cè)量的器件。低側(cè)電流感測(cè)電路測(cè)得的電壓接近于地, 在處理非常高的電壓時(shí)、 或者在電源電壓可能易于出現(xiàn)尖峰或浪涌的應(yīng)用中, 優(yōu)先選擇這種方法測(cè)量電流。由于低側(cè)電流感測(cè)能夠抗高壓尖峰干擾, 并能監(jiān)測(cè)高壓系統(tǒng)中的電流。


          電流


          1、低側(cè)檢測(cè)


          低側(cè)電流感測(cè)的主要缺點(diǎn)是采用電源接地端和負(fù)載、系統(tǒng)接地端時(shí),感測(cè)電阻兩端的壓降會(huì)有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準(zhǔn),可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。為最大限度地避免此問(wèn)題,存在交互的所有電路均應(yīng)以同一接地端為基準(zhǔn), 降低電流感測(cè)電阻值有助于盡量減小接地漂。


          如上圖,如果圖中運(yùn)放的 GND 引腳以 RSENSE 的正端為基準(zhǔn),那么其共模輸入范圍必須覆蓋至零以下,也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。Rsensor將地(GND)隔開(kāi)了。


          2、高側(cè)檢測(cè)


          隨著大量包含高精度放大器和精密匹配電阻的IC的推出,在高側(cè)電流測(cè)量中使用差分放大器變得非常方便。高側(cè)檢測(cè)帶動(dòng)了電流檢測(cè)IC 的發(fā)展,降低了由分立器件帶來(lái)的參數(shù)變化、器件數(shù)目太多等問(wèn)題,集成電路方便了我們使用。下圖為一種高側(cè)檢測(cè)的 IC 方案:


          連出方式


          對(duì)電流通過(guò)電阻器時(shí)的壓降進(jìn)行檢測(cè),需要從電阻器的兩端引出用于檢測(cè)電壓的圖案。電壓檢測(cè)連接如下圖(2)所示,建議從電阻器電極焊盤(pán)的內(nèi)側(cè)中心引出。這是因?yàn)殡娐坊宓你~箔圖案也具備微小的電阻值,需要避免銅箔圖案的電阻值所造成的壓降的影響。


          如果按照下圖(1)所示,從電極焊盤(pán)的側(cè)面引出電壓檢測(cè)圖案,檢測(cè)對(duì)象將是低電阻器電阻值加上銅箔圖案電阻值的壓降,無(wú)法正確地檢測(cè)電流。


          PCB Layout參考:




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