电流检测放大器

运用

　　随着过去传统的“开环”系统被智能和高效率“闭环”设计所取代，准确的电流检测在多种应用中变得越来越重要。实施电流测量的应用实例包括电动机扭矩、螺线管受力、LED 密度、太阳能电池受光量以及电池电量。为了测量电流，直接将检测电阻与电流串联，用一个放大器隔离和放大这个电阻上的电压 (VSENSE)。专门为完成这一任务而优化的新型放大器正在从汽车到工业、从通信到计算的很多应用中得到广泛采用。

检测的常见方法

　　两种常见的电流测量方法是高压侧和低压侧检测。在这两种情况中，都是在电流通路中放置一个小的检测电阻，而电阻上的电压可以用一个基于放大器的电路测量。在低压侧检测中，检测电阻放置在负载和地之间；而在高压侧检测中，检测电阻放置在正电源和负载之间。这两种方法都有基本的系统权衡问题以及不同的电路要求。

　　低压侧电流检测的主要优点是放大器电源电压可以相当低，输入共模电压范围可以非常小。低压侧电流检测要求，不存在可能使电流在检测电阻周围被分流或可能从邻近电路引入电流的接地通路。如果机架构成了系统地，那么也许插入这样的检测电阻是不实际的。而且，既然地线不是理想导体，那么系统中不同位置的地电压可能不同，因此必须使用差分放大器才能实现准确测量。低压侧检测的问题是检测电阻在真实系统地和负载端的“地”点之间引入了一个偏移电压。这可能在系统中引起共模误差，并给连接至其它要求同样地电平的系统带来问题。既然测量分辨率与 VSENSE 的值成正比提高，设计师就必须在“地噪声”和提高分辨率之间进行权衡。中等大小的 100mV 满标度 VSENSE 转换成 100mV 注入地噪声。

　　通过在电源和负载之间放置电流检测电阻可以避免地电平变化问题，这种方法称为高压侧电流检测。尽管它避免了上面列举的在接地通路放置检测电阻的问题，但是高压侧电流检测存在其它难题。像低压侧电流检测一样，高压侧电流检测电路用检测电阻产生差分电压，该电压可以直接测量。不过，现在电阻上存在一个非零共模电压。这种配置带来的技术挑战是，必须从电源共模电压中分辨出小的差分检测电压。