详细内容:高端电流检测放大器简化了一项复杂的任务

作者:凌特公司 Greg Zimmer

在模拟电路设计中,最常见的任务之一便是电流测量。电流检测电路常常位于电源和电池使用寿命管理、偏置电流控制、负载监视、熔断器监视、故障保险电路和仪表的核心部分。各种约束条件、要求以及应用范围的不断扩大始终在推动着电流检测技术发展水平的提高。本文将说明高端电流检测的优势,并重点介绍面向该应用的新型放大器。

在高端进行测量

在理想的电路中,电流的测量是在不中断电流通路的情况下进行的。例如,可采用一个电磁式拾波器来检测电流,只可惜磁性传感器的准确度欠佳。因此,电流检测电路通常在电流通路中布设一个电阻器,并采用一个放大器来测量该电阻器两端的电压降。

图1  采用一个精准差分放大器的高端电流检测

此项工作看似微不足道,可等到您考虑电流检测电阻器的布设位置时就会恍然大悟,实际情况原来并非如此！按照接地回线来布设电阻器(被称为"低端电流检测")会带来不少难题。举例来说,负载将不再具有一个可靠的接地线路;当电流发生变化时,您的电路的"相对地"将随之改变。一个变动的"地"会使用于充电或电源管理电路的信号产生误差。另外,为了准确地测量电流,您必须完全隔离并容纳流经检测电阻器的全部电流。所有曾和接地环路打过交道的人都知道这会是一件困难的事情。

为了消除低端电流检测的问题,可把电流检测电阻器置于电源和负载之间,这就是所谓的高端电流检测。高端电流检测必须辨别加在一个高共模电压之上的小检测电压。

简单易行的方法

用于高端电流检测的一项技术是：首先对电流检测信号进行衰减,然后采用一个差分放大器来提取并放大差分电压。如图1所示,可在放大器上采用一个简单的电阻分压器。该电路需要超卓的电阻器匹配性能和一个具有高共模输入电压及上佳共模抑制(CMRR)的差分放大器。凌特公司的LT1991差分放大器提供了此类电路的一个出色的实例,其内置电阻器的匹配