在电子设计领域，运算放大器扮演着至关重要的角色。特别是高精度运算放大器，可用于配置分流电阻电流传感器。使用高精度运算放大器，尤其是 ABLIC 的零漂移放大器，能够在整个温度和工作电压范围内实现高精度电流传感。然而，在实际设计中，工程师们常常会遇到运算放大器振荡、未能达到检测精度的设计目标或无法降低外部噪声影响等问题。
本文将详细介绍使用高精度运算放大器设计低侧或高侧分流电阻电流传感器的示例。
电流传感器的类型和特性以及为何使用分流电阻电流传感器
电流传感器用于测量电路中的电流，其类型多样，包括分流电阻、磁性等，如下图所示：
不同类型的传感器适用于不同的电流区域，因此了解各种传感器类型并为应用选择正确的电流传感器至关重要。分流电阻电流传感器因其低成本和高精度电流检测的特点，成为三种电流传感器中常用的一种。它广泛应用于汽车和工业设备中的电池电流监测，以及电磁阀操作液压执行器的电流控制等领域，这些应用需要高精度检测几十安培或更低的电流。
分流电阻电流传感器所需的运算放大器类型
分流电阻电流传感器由分流电阻和放大器（信号放大电路）组成，用于放大传感器中的压降。由于几十安培的电流通过分流电阻会导致功率损失和发热问题，因此通常使用低电阻的分流电阻。而分流电阻上产生的电压降非常微小，这就需要一个能够放大微小输入信号的放大器，高精度运算放大器便应运而生。例如，使用 1mΩ 分流电阻检测 10A 电流，精度可达 ±1%。
高精度运算放大器的类型和零漂移放大器的优点
输入偏置电压会随输入信号一起放大，因此具有低输入偏置电压和低温度漂移的高精度运算放大器广泛应用于电流传感器和其他需要高精度放大微小信号的领域。高精度运算放大器根据输入偏置电压的校正方式可分为两种：
普通高精度运算放大器（零漂移）：这是一种不自动校正输入偏置电压的运算放大器，每个运算放大器在出厂前都经过修整，以尽量减少输入偏置电压。
零漂移放大器：这种类型的运算放大器可以自动校正输入偏置电压，它集成了一个电路，在工作期间自动化输入失调电压。零漂移放大器的优点在于，它能自动校正输入偏置电压，并在任何时候将输入偏置电压化，不受环境温度或运放共模输入电压波动的影响。ABLIC 提供全系列的通用和汽车用零漂移运算放大器产品。
解决设计问题：以 S - 19630A 零漂移放大器为例
下面详细介绍一个使用 S - 19630A 零漂移放大器配置的分流电阻电流传感器的设计示例。S - 19630A 是一款零漂移运算放大器，工作范围宽（4.0 至 36V），输入失调电压低， ±50μV，输入偏置电压漂移低至 ±25nV/°C。使用 S - 19630A 设计电流传感器具有以下优势：
由于其低输入偏置电压和低输入偏置电压漂移特性，可以设计出非常高精度的电流传感器，其电流检测结果不受温度和电源电压波动的影响。
其广泛的工作范围可以直接连接到 5V、12V 或 24V 系统。
输入轨对轨允许低侧和高侧电流检测。
以下分别介绍低侧和高侧电流检测的设计实例：
低侧电流检测设计实例
电流传感器设计规范：明确设计的各项参数要求。
设计过程：按照一定的步骤进行电路设计。
电流传感器设计结果：展示设计完成后的性能指标。
线路图：给出具体的电路连接图。
高侧电流检测设计实例
电流传感器设计规范：确定设计所需的参数。
设计过程：遵循特定的流程进行电路搭建。
电流传感器设计结果：呈现设计所达到的效果。
线路图：提供对应的电路连接方式。
ABLIC 的开发支持服务与客户的设计努力相吻合
ABLIC 的运算放大器产品提供多种服务，以帮助客户克服电路开发过程中的各种问题。其产品符合所有主要的汽车标准。
协助建议电路和设置常量的支持服务：ABLIC 提供电路设计咨询，为减少原型数量、开发时间和开发成本，并优化应用的性价比，提出外设部件和集成电路的组合。
电路仿真服务：电路设计完成后，运算放大器在器件评估中可能会出现振荡问题。ABLIC 执行电路仿真服务，以确认运算放大器能稳定工作。
提供 PSpice 模型的服务：ABLIC 的零漂移放大器产品提供 PSpice 模型，以减少客户必须开发的原型数量。还提供咨询服务，帮助客户使用 PSpice 模型分析仿真结果。
评估板服务：ABLIC 提供评估板，帮助客户对设备进行评估。评估板上安装有运算放大器 IC 和其他外围部件。
ABLIC 推荐的零漂移放大器
ABLIC 提供广泛的通用和汽车用运算放大器系列，这些运算放大器推荐用于高精度、高耐压和轨对轨电流检测应用，已被众多客户用于广泛的领域，强烈推荐使用 ABLIC 零漂移运算放大器，包括车载运算放大器和一般用途运算放大器。
