高端電流檢測(cè)放大器簡(jiǎn)化電流的監(jiān)視和控制

在高端進(jìn)行測(cè)量

　　在理想的電路中，電流的測(cè)量是在不中斷電流通路的情況下進(jìn)行的。例如，可采用一個(gè)電磁式拾波器來(lái)檢測(cè)電流，只可惜磁性傳感器的準(zhǔn)確度欠佳。因此，電流檢測(cè)電路通常在電流通路中布設(shè)一個(gè)電阻器，并采用一個(gè)放大器來(lái)測(cè)量該電阻器兩端的電壓降。

　　圖1 采用一個(gè)精準(zhǔn)差分放大器的高端電流檢測(cè)

　　此項(xiàng)工作看似微不足道，可等到您考慮電流檢測(cè)電阻器的布設(shè)位置時(shí)就會(huì)恍然大悟，實(shí)際情況原來(lái)并非如此！按照接地回線來(lái)布設(shè)電阻器（被稱為“低端電流檢測(cè)”）會(huì)帶來(lái)不少難題。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)載將不再具有一個(gè)可靠的接地線路；當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí)，您的電路的“相對(duì)地”將隨之改變。一個(gè)變動(dòng)的“地”會(huì)使用于充電或電源管理電路的信號(hào)產(chǎn)生誤差。另外，為了準(zhǔn)確地測(cè)量電流，您必須完全隔離并容納流經(jīng)檢測(cè)電阻器的全部電流。所有曾和接地環(huán)路打過(guò)交道的人都知道這會(huì)是一件困難的事情。

　　為了消除低端電流檢測(cè)的問(wèn)題，可把電流檢測(cè)電阻器置于電源和負(fù)載之間，這就是所謂的高端電流檢測(cè)。高端電流檢測(cè)必須辨別加在一個(gè)高共模電壓之上的小檢測(cè)電壓。

　　簡(jiǎn)單易行的方法

　　用于高端電流檢測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)是：首先對(duì)電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行衰減，然后采用一個(gè)差分放大器來(lái)提取并放大差分電壓。如圖1所示，可在放大器上采用一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻分壓器。該電路需要超卓的電阻器匹配性能和一個(gè)具有高共模輸入電壓及上佳共模抑制（CMRR）的差分放大器。凌特公司的LT1991差分放大器提供了此類電路的一個(gè)出色的實(shí)例，其內(nèi)置電阻器的匹配精度在0.01% 以內(nèi)。除了低失調(diào)、失調(diào)漂移和輸入偏置之外，LT1991還能夠接受高達(dá)60V的輸入電壓，并具有一個(gè)75dB的CMRR指標(biāo)。

　　專用電流檢測(cè)放大器

　　盡管高共模電壓所提供的準(zhǔn)確度有可能讓人無(wú)法接受，但是，采用一個(gè)具有精確匹配電阻器的精準(zhǔn)差分放大器還是能夠起到上佳的作用。假設(shè)采用一個(gè)具有1mV固定失調(diào)電壓的放大器來(lái)測(cè)量一個(gè)檢測(cè)電阻器兩端的100mV電壓。這將轉(zhuǎn)化成一個(gè)1% 的準(zhǔn)確度?，F(xiàn)在，如果在一個(gè)必須被衰減10倍的高共模電壓條件下對(duì)該100mV電壓進(jìn)行測(cè)量，則100mV信號(hào)到達(dá)放大器輸入端時(shí)將是10mV。此時(shí)，準(zhǔn)確度下降至原先的10%。電阻器匹配誤差和共模抑制誤差（CMRR）還將使準(zhǔn)確度進(jìn)一步下降。

　　對(duì)于高電壓、高端測(cè)量而言，專用高端電流檢測(cè)放大器是一種更好的選擇，因?yàn)樗鼈兪菍槟軌蛞猿旱木仍诟吖材ｋ妷簵l件下運(yùn)作而設(shè)計(jì)的。這些放大器擁有眾多的功能，旨在滿足各種應(yīng)用的需要。

　　圖2 LTC6101HV可容易地與一個(gè)ADC相連