高壓側電流檢測放大器LT6107

4 硬件設計
4．1 外部電流檢測電阻的選擇
外部檢測電阻RSENSE對電流檢測系統的功能有很大影響，因此必須小心謹慎地選擇。首先，要考慮電阻的功耗。系統負載電流會(huì )引起發(fā)熱及RSENSE上的電壓損耗，因此檢測電阻要盡可能地小，只需測出設備所需的動(dòng)態(tài)范圍即可。輸入動(dòng)態(tài)范圍受LT6107初級側DC輸入失調電壓的限制，在最大輸入信號和最小所測信號時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍是不同的。而且RSENSE必須足夠小到其VSENSE不能超過(guò)LT6107的最大輸入電壓。比如，最大檢測電壓為100mV，如果外部峰值負載電流為2A，則RSENSE不能超過(guò)50mΩ。
一旦最大RSENSE值確定下來(lái)，最小RSENSE值可由其精度或所需動(dòng)態(tài)范圍來(lái)決定，其最小信號也受輸入失調電壓的限制。例如LT6107失調電壓為150μV，若最小電流為20mA，則檢測電阻為7．5mΩ，其VSENSE就為150μv，即輸入失調。大的檢測電阻會(huì )減小由于失調造成的誤差。當RSENSE為50mΩ時(shí)，其動(dòng)態(tài)范圍最大，在峰值負載(2A)時(shí)具有100mV的檢測電壓及3mA的輸入失調負載電流誤差，其功耗為200mW；當檢測電阻為5mΩ時(shí)，其有效誤差為30mA，此時(shí)的峰值檢測電壓(2A負載)為10mV，功耗僅20mW。
當LT6107的失調電壓為典型值：150μV時(shí)，可以為最大150 mV的檢測電壓提供60dB的動(dòng)態(tài)范圍，為最大0．5V的檢測電壓提供超過(guò)70dB的動(dòng)態(tài)范圍。這使得具有的低失調和相對較大的動(dòng)態(tài)范圍特性的LT6107能夠適應更寬泛的應用場(chǎng)合。
為降低功耗，-IN到+IN之間的檢測電阻需采用凱爾文連接方法。在流過(guò)大電流時(shí)，焊錫連接和PC板的互連會(huì )引起較大的測量誤差。10mmx 10mm平方的軌跡就有大約0.5mΩ的誤差，而1mV的誤差相當于2A電流流過(guò)此處。因此，需將檢測線(xiàn)與高電流的路徑隔離開(kāi)來(lái)，以便減小誤差，采用集成有檢測電阻的凱爾文連接也是行之有效的方法，圖4是推薦的一種連接方法。