高端電流檢測:差動放大器vs.電流檢測放大器

不過，在這種情況下，電流檢測架構并不是最優(yōu)的，因為輸入放大器及其相應的輸入晶體管將直接與大的負壓相連。因為輸入信號不應當受大的輸入負直流電壓的影響，因此，電流檢測放大器的輸入ESD二極管通常設計成僅在指定輸入電壓范圍的低端以外導通。

　　除了直流負壓，這種電流檢測器還容易受到負的輸入瞬態(tài)負流的影響。在PWM系統(tǒng)中這是一種常見情況，其中電流取樣檢測器隨著內部FET開關導通與關斷，其輸入共模電壓從地到電源電壓之間擺動。同樣，也必須認真考慮最大絕對額定值，這些值主要由放大器輸入ESD二極管決定。和以前一樣，差動放大器受到高輸入電阻的保護，從本質上講是阻止負的瞬態(tài)電流進入；因此ESD二極管通常設計為能夠鉗位大的負電壓。但是，當采用電流檢測架構時，在每個短路瞬間，負瞬態(tài)電流能啟動輸入ESD保護，而通常的設計是：當輸入電壓接近放大器輸入共模額定值時，啟動輸入ESD保護。雖然這種大小的脈沖一般不會損壞AD8210放大器ESD單元，但這方面的性能因器件不同而異。為了確保不會出現(xiàn)錯誤，在實際系統(tǒng)中應當對這個參數(shù)進行測試。

　　輸入偏置電流：在電源管理非常重要以及必須考慮少量泄漏的應用中，兩種架構中的不同輸入結構都要求考慮輸入偏置電流。例如，在電池電流檢測系統(tǒng)中，兩個架構都可以監(jiān)控高端電流。不過，當系統(tǒng)關斷且電流檢控器的電源關斷時，雖然輸入仍然與電池相連，差動放大器（如AD8206）內部電阻網絡中的固有接地線路將需要偏置電流，以持續(xù)耗盡電池電流。另一方面，由于輸入共模阻抗非常高（AD8210輸入共模阻抗》5 MΩ），采用電流檢測架構的放大器不會耗盡電池，因為在輸入到接地的路徑中幾乎沒有電流。

　　結論

　　在汽車、電信、消費電子和工業(yè)應用中，高端電流檢測是一種廣泛的需求。現(xiàn)在市場上銷售的集成高壓差動放大器和電流檢測放大器都可以實現(xiàn)這種功能。根據(jù)應用中的精度和性能要求，系統(tǒng)工程師需要認真考慮哪種類型的電流檢測器最適合其系統(tǒng)。下表概括出典型考慮因素。

　　兩種類型的電流檢測器都可以工作，但不同架構的優(yōu)勢卻取決于截然不同的指標折衷。對于瞬態(tài)電流監(jiān)控，寬帶寬的電流檢測放大器最適合，但差動放大器更適合監(jiān)控平均電流。此外，電流檢測放大器具有最小的輸入電源關斷偏置電流泄漏，因此非常適合對電流消耗敏感的電源管理應用。不過，采用外部濾波器時，高端電流檢測放大器的輸入結構可能限制性能并要求仔細檢查，以確保在惡劣應用環(huán)境使用時不超過絕對輸入額定值。