高低邊電流檢測技術(shù)分析

目前，電子系統的電源管理芯片通過(guò)有效的功率分配優(yōu)化系統效率。這種管理方式的關(guān)鍵是電流檢測，它不僅能幫助系統維持所需要的功率電平，還可通過(guò)伺服調整來(lái)維護電子系統的正常運行，防止電路失效和電池過(guò)放電。

　　電流檢測有兩個(gè)基本方法，可以測量載流導體的磁場(chǎng)，也可以在電流回路插入一個(gè)小電阻并測量其兩端壓降。第一種方法沒(méi)有強行插入元件或引入插入損耗，但價(jià)格相對昂貴，而且容易導致非線(xiàn)性和溫度系數誤差。因此，磁場(chǎng)檢測雖然避免了插入損耗，但由于其高成本，在具體應用中受到很大限制。

　　本文主要討論半導體行業(yè)中已經(jīng)得到應用的電阻檢測技術(shù)，它能為各種應用提供精確且高性?xún)r(jià)比的直流電流測量結果。本文還介紹了高邊和低邊檢測原理，并通過(guò)實(shí)際例子幫助設計師選擇適合自己應用的最佳方法。

　　電阻測量

　　在電流回路插入一個(gè)小阻值的檢測電阻可以產(chǎn)生一個(gè)相應的壓降，經(jīng)過(guò)放大后形成與電流成比例的輸出信號。根據應用環(huán)境和檢測電阻的放置位置不同，該檢測技術(shù)為檢測放大器設計帶來(lái)了各種挑戰。

　　圖1（a）高邊電流檢測

　　圖1（b） 低邊電流檢測簡(jiǎn)化框圖

　　如果檢測電阻放置在負載和電路地之間，其所產(chǎn)生的壓降可以通過(guò)簡(jiǎn)單的運放進(jìn)行放大（見(jiàn)圖1（b）），這種方法稱(chēng)為低邊電流檢測。它不同于電源、負載之間放置檢測電阻的高邊檢流（見(jiàn)圖1（a））。

　　檢流電阻的阻值越小功耗越低，但要保證產(chǎn)生檢測放大器可以檢測的電壓，提供足夠高的精度。注意，檢流電阻兩端的差分信號疊加在一個(gè)共模電壓上，對于低邊檢測來(lái)說(shuō)接近于地電位（0V），而對高邊檢測則接近于電源電壓。因此，對于低邊檢流，測量放大器的共模輸入范圍必須包括地電位；對于高邊檢流，放大器的共模范圍必須包括電源電壓。