高端電流檢測放大器簡化電流的監(jiān)視和控制

在高端進行測量

　　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行的。例如，可采用一個電磁式拾波器來檢測電流，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(shè)一個電阻器，并采用一個放大器來測量該電阻器兩端的電壓降。

　　圖1 采用一個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(shè)位置時就會恍然大悟，實際情況原來并非如此！按照接地回線來布設(shè)電阻器（被稱為“低端電流檢測”）會帶來不少難題。舉例來說，負載將不再具有一個可靠的接地線路；當電流發(fā)生變化時，您的電路的“相對地”將隨之改變。一個變動的“地”會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)路打過交道的人都知道這會是一件困難的事情。

　　為了消除低端電流檢測的問題，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高共模電壓之上的小檢測電壓。

　　簡單易行的方法

　　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行衰減，然后采用一個差分放大器來提取并放大差分電壓。如圖1所示，可在放大器上采用一個簡單的電阻分壓器。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電路的一個出色的實例，其內(nèi)置電阻器的匹配精度在0.01% 以內(nèi)。除了低失調(diào)、失調(diào)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75dB的CMRR指標。

　　專用電流檢測放大器

　　盡管高共模電壓所提供的準確度有可能讓人無法接受，但是，采用一個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(shè)采用一個具有1mV固定失調(diào)電壓的放大器來測量一個檢測電阻器兩端的100mV電壓。這將轉(zhuǎn)化成一個1% 的準確度?，F(xiàn)在，如果在一個必須被衰減10倍的高共模電壓條件下對該100mV電壓進行測量，則100mV信號到達放大器輸入端時將是10mV。此時，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）還將使準確度進一步下降。

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

　　圖2 LTC6101HV可容易地與一個ADC相連