高低邊電流檢測技術(shù)分析

目前，電子系統(tǒng)的電源管理芯片通過有效的功率分配優(yōu)化系統(tǒng)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(tǒng)維持所需要的功率電平，還可通過伺服調(diào)整來維護(hù)電子系統(tǒng)的正常運(yùn)行，防止電路失效和電池過放電。

　　電流檢測有兩個(gè)基本方法，可以測量載流導(dǎo)體的磁場，也可以在電流回路插入一個(gè)小電阻并測量其兩端壓降。第一種方法沒有強(qiáng)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(dǎo)致非線性和溫度系數(shù)誤差。因此，磁場檢測雖然避免了插入損耗，但由于其高成本，在具體應(yīng)用中受到很大限制。

　　本文主要討論半導(dǎo)體行業(yè)中已經(jīng)得到應(yīng)用的電阻檢測技術(shù)，它能為各種應(yīng)用提供精確且高性價(jià)比的直流電流測量結(jié)果。本文還介紹了高邊和低邊檢測原理，并通過實(shí)際例子幫助設(shè)計(jì)師選擇適合自己應(yīng)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(yīng)的壓降，經(jīng)過放大后形成與電流成比例的輸出信號。根據(jù)應(yīng)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(shè)計(jì)帶來了各種挑戰(zhàn)。

　　圖1（a）高邊電流檢測

　　圖1（b） 低邊電流檢測簡化框圖

　　如果檢測電阻放置在負(fù)載和電路地之間，其所產(chǎn)生的壓降可以通過簡單的運(yùn)放進(jìn)行放大（見圖1（b）），這種方法稱為低邊電流檢測。它不同于電源、負(fù)載之間放置檢測電阻的高邊檢流（見圖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，對于低邊檢測來說接近于地電位（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。