高端電流檢測放大器簡(jiǎn)化電流的監視和控制

在高端進(jìn)行測量

　　在理想的電路中，電流的測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)檢測電流，只可惜磁性傳感器的準確度欠佳。因此，電流檢測電路通常在電流通路中布設一個(gè)電阻器，并采用一個(gè)放大器來(lái)測量該電阻器兩端的電壓降。

　　圖1 采用一個(gè)精準差分放大器的高端電流檢測

　　此項工作看似微不足道，可等到您考慮電流檢測電阻器的布設位置時(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(xiàn)來(lái)布設電阻器（被稱(chēng)為“低端電流檢測”）會(huì )帶來(lái)不少難題。舉例來(lái)說(shuō)，負載將不再具有一個(gè)可靠的接地線(xiàn)路；當電流發(fā)生變化時(shí)，您的電路的“相對地”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產(chǎn)生誤差。另外，為了準確地測量電流，您必須完全隔離并容納流經(jīng)檢測電阻器的全部電流。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的問(wèn)題，可把電流檢測電阻器置于電源和負載之間，這就是所謂的高端電流檢測。高端電流檢測必須辨別加在一個(gè)高共模電壓之上的小檢測電壓。

　　簡(jiǎn)單易行的方法

　　用于高端電流檢測的一項技術(shù)是：首先對電流檢測信號進(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(lèi)電路的一個(gè)出色的實(shí)例，其內置電阻器的匹配精度在0.01% 以?xún)?。除了低失調、失調漂移和輸入偏置之外，LT1991還能夠接受高達60V的輸入電壓，并具有一個(gè)75dB的CMRR指標。

　　專(zhuān)用電流檢測放大器

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

　　對于高電壓、高端測量而言，專(zhuān)用高端電流檢測放大器是一種更好的選擇，因為它們是專(zhuān)為能夠以超群的精度在高共模電壓條件下運作而設計的。這些放大器擁有眾多的功能，旨在滿(mǎn)足各種應用的需要。

　　圖2 LTC6101HV可容易地與一個(gè)ADC相連