高端電流檢測(cè)電路原理及險(xiǎn)流電阻選擇注意事項(xiàng)

　　采用集成差分運(yùn)放實(shí)現(xiàn)高端電流檢測(cè)

　　采用差分運(yùn)放進(jìn)行高端電流檢測(cè)的電路更便于使用，因?yàn)榻谕瞥隽嗽S多種集成電路解決方案。集成電路內(nèi)部包括一個(gè)精密運(yùn)放和匹配度很好的電阻，CMRR高達(dá)105dB左右。MAX4198/99就是這樣的產(chǎn)品，它的CMRR為110dB，增益誤差優(yōu)于0.01%，而且采用小體積的8引腳mMAX封裝。

　　專用高端檢流電路內(nèi)部包含了完成高端電流檢測(cè)的所有功能單元，可在高達(dá)32V的共模電壓下檢測(cè)高端電流，并提供與之成比例的、以地電平為參考點(diǎn)的電流輸出。需要對(duì)電流做精確測(cè)量和控制的應(yīng)用，如電源管理和電池充電控制，都適合采用這種方案。

　　MAXIM的高端檢流運(yùn)放中所使用的檢流電阻放置在電源的高端和被檢測(cè)電路的電源輸入端之間，檢流電阻放在高端不給地線回路增加額外阻抗，這項(xiàng)技術(shù)提高了整個(gè)電路的性能并簡(jiǎn)化了布版要求。

　　MAXIM推出了一系列雙向或單向電流檢測(cè)IC，有些雙向電流檢測(cè)IC內(nèi)置檢流電阻，可檢測(cè)流入或流出被檢電路的電流大小并通過(guò)一個(gè)極性指示引腳顯示電流方向。增益可調(diào)的電流檢測(cè)IC、固定增益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）電流檢測(cè)芯片或包括單雙比較器的固定增益電流檢測(cè)IC，都采用小體積封裝，如SOT23，可滿足對(duì)尺寸要求苛刻的應(yīng)用。圖4是用MAX4173構(gòu)成的高端電流檢測(cè)電路。

　　圖中輸出電壓與檢流電阻的關(guān)系式為：

　　Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b為鏡像電流系數(shù)

　　上式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為:Vo=Gain*Rsense*Iload;Gain=b*RGD/RG1
Gain分別為：20(MAX4173T)，50(MAX4173F)，100(MAX4173H).

　　通過(guò)以上計(jì)算公式可看出，CMRR由內(nèi)部集成檢流電路的工藝決定(典型值>90dB），不再受外部電阻的影響。

　　采用集成檢流電路有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、器件的一致性好
2、極好的溫漂特性
3、體積小
4、低功耗
5、使用方便

　　選擇檢流電阻的注意事項(xiàng)

　　檢流電阻RSENSE應(yīng)根據(jù)以下幾條原則進(jìn)行選擇：

　　1、電壓損耗：檢流電阻阻值過(guò)大會(huì)引起電源電壓以IR的數(shù)值降低。為了減少電壓損耗，應(yīng)選用小阻值的檢流電阻。

　　2、精度：較大的檢流電阻可以獲得更高的小電流的測(cè)量精度。這是因?yàn)闄z流電阻上的電壓越大，運(yùn)放的失調(diào)電壓和輸入偏置電流的影響就相對(duì)越小。

　　3、效率和功耗：當(dāng)電流較大時(shí)，RSENSE上的功耗I2R就不能忽略。在考慮檢流電阻和功耗時(shí)，需要注意這一點(diǎn)。如果允許檢流電阻發(fā)熱，則電阻阻值可大一些。

　　4、電感：如果ISENSE包含大量高頻成分，則檢流電阻的電感量要很小。線繞電阻的電感最大，金屬膜電阻比較好。

　　5、成本：如果合適的檢流電阻的價(jià)格太高，則可采用另一種替代方案(圖5）。它采用電路板的印制線作為檢流電阻。由于印制板銅線“電阻”并不精確，電路里需要一個(gè)電位器調(diào)節(jié)滿量程電流值。另外，銅線的溫漂較大(大約為0.4%/℃），在寬溫度范圍下工作的系統(tǒng)需要考慮這一點(diǎn)。