高端電流檢測:差動(dòng)放大器vs.電流檢測放大器

不過，在這種情況下，電流檢測架構(gòu)并不是最優(yōu)的，因?yàn)檩斎敕糯笃骷捌湎鄳?yīng)的輸入晶體管將直接與大的負(fù)壓相連。因?yàn)檩斎胄盘?hào)不應(yīng)當(dāng)受大的輸入負(fù)直流電壓的影響，因此，電流檢測放大器的輸入ESD二極管通常設(shè)計(jì)成僅在指定輸入電壓范圍的低端以外導(dǎo)通。

　　除了直流負(fù)壓，這種電流檢測器還容易受到負(fù)的輸入瞬態(tài)負(fù)流的影響。在PWM系統(tǒng)中這是一種常見情況，其中電流取樣檢測器隨著內(nèi)部FET開關(guān)導(dǎo)通與關(guān)斷，其輸入共模電壓從地到電源電壓之間擺動(dòng)。同樣，也必須認(rèn)真考慮最大絕對(duì)額定值，這些值主要由放大器輸入ESD二極管決定。和以前一樣，差動(dòng)放大器受到高輸入電阻的保護(hù)，從本質(zhì)上講是阻止負(fù)的瞬態(tài)電流進(jìn)入；因此ESD二極管通常設(shè)計(jì)為能夠鉗位大的負(fù)電壓。但是，當(dāng)采用電流檢測架構(gòu)時(shí)，在每個(gè)短路瞬間，負(fù)瞬態(tài)電流能啟動(dòng)輸入ESD保護(hù)，而通常的設(shè)計(jì)是：當(dāng)輸入電壓接近放大器輸入共模額定值時(shí)，啟動(dòng)輸入ESD保護(hù)。雖然這種大小的脈沖一般不會(huì)損壞AD8210放大器ESD單元，但這方面的性能因器件不同而異。為了確保不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，在實(shí)際系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行測試。

　　輸入偏置電流：在電源管理非常重要以及必須考慮少量泄漏的應(yīng)用中，兩種架構(gòu)中的不同輸入結(jié)構(gòu)都要求考慮輸入偏置電流。例如，在電池電流檢測系統(tǒng)中，兩個(gè)架構(gòu)都可以監(jiān)控高端電流。不過，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)斷且電流檢控器的電源關(guān)斷時(shí)，雖然輸入仍然與電池相連，差動(dòng)放大器（如AD8206）內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)中的固有接地線路將需要偏置電流，以持續(xù)耗盡電池電流。另一方面，由于輸入共模阻抗非常高（AD8210輸入共模阻抗》5 MΩ），采用電流檢測架構(gòu)的放大器不會(huì)耗盡電池，因?yàn)樵谳斎氲浇拥氐穆窂街袔缀鯖]有電流。

　　結(jié)論

　　在汽車、電信、消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用中，高端電流檢測是一種廣泛的需求?，F(xiàn)在市場上銷售的集成高壓差動(dòng)放大器和電流檢測放大器都可以實(shí)現(xiàn)這種功能。根據(jù)應(yīng)用中的精度和性能要求，系統(tǒng)工程師需要認(rèn)真考慮哪種類型的電流檢測器最適合其系統(tǒng)。下表概括出典型考慮因素。

　　兩種類型的電流檢測器都可以工作，但不同架構(gòu)的優(yōu)勢卻取決于截然不同的指標(biāo)折衷。對(duì)于瞬態(tài)電流監(jiān)控，寬帶寬的電流檢測放大器最適合，但差動(dòng)放大器更適合監(jiān)控平均電流。此外，電流檢測放大器具有最小的輸入電源關(guān)斷偏置電流泄漏，因此非常適合對(duì)電流消耗敏感的電源管理應(yīng)用。不過，采用外部濾波器時(shí)，高端電流檢測放大器的輸入結(jié)構(gòu)可能限制性能并要求仔細(xì)檢查，以確保在惡劣應(yīng)用環(huán)境使用時(shí)不超過絕對(duì)輸入額定值。