电流检测电路设计方案（三） - 电流检测电路设计方案汇总（六款模拟电路设计原理图详解）

电流检测电路设计方案（三）

采用集成差分运放实现高端电流检测

采用差分运放进行高端电流检测的电路更便于使用，因为近期推出了许多种集成电路解决方案。集成电路内部包括一个精密运放和匹配度很好的电阻，CMRR 高达105dB 左右。MAX4198/99 就是这样的产品，它的CMRR 为110dB，增益误差优于0.01%，而且采用小体积的8 引脚mMAX 封装。

专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测的所有功能单元，可在高达32V 的共模电压下检测高端电流，并提供与之成比例的、以地电平为参考点的电流输出。需要对电流做精确测量和控制的应用，如电源管理和电池充电控制，都适合采用这种方案。

MAXIM 的高端检流运放中所使用的检流电阻放置在电源的高端和被检测电路的电源输入端之间，检流电阻放在高端不给地线回路增加额外阻抗，这项技术提高了整个电路的性能并简化了布版要求。

MAXIM 推出了一系列双向或单向电流检测IC，有些双向电流检测IC 内置检流电阻，可检测流入或流出被检电路的电流大小并通过一个极性指示引脚显示电流方向。增益可调的电流检测IC、固定增益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）电流检测芯片或包括单双比较器的固定增益电流检测IC，都采用小体积封装，如SOT23，可满足对尺寸要求苛刻的应用。图4 是用MAX4173 构成的高端电流检测电路。

图中输出电压与检流电阻的关系式为：

o=RGD*（Iload*Rsense）/RG1）

*b 式中b 为镜像电流系数

上式可进一步简化为：

Vo=“Gain”*Rsense*Iload;Gain= b*RGD/RG1

Gain 分别为：20（MAX4173T），50（MAX4173F），100（MAX4173H）。

通过以上计算公式可看出，CMRR 由内部集成检流电路的工艺决定（典型值》90dB），不再受外部电阻的影响。

采用集成检流电路有以下优点：

1、器件的一致性好

2、极好的温漂特性

3、体积小

4、低功耗

5、使用方便

选择检流电阻的注意事项

检流电阻RSENSE 应根据以下几条原则进行选择：

1、电压损耗：检流电阻阻值过大会引起电源电压以IR 的数值降低。为了减少电压损耗，应选用小阻值的检流电阻。

2、精度：较大的检流电阻可以获得更高的小电流的测量精度。这是因为检流电阻上的电压越大，运放的失调电压和输入偏置电流的影响就相对越小。

3、效率和功耗：当电流较大时，RSENSE 上的功耗I2R 就不能忽略。在考虑检流电阻和功耗时，需要注意这一点。如果允许检流电阻发热，则电阻阻值可大一些。

4、电感：如果ISENSE 包含大量高频成分，则检流电阻的电感量要很小。线绕电阻的电感最大，金属膜电阻比较好。

5、成本：如果合适的检流电阻的价格太高，则可采用另一种替代方案（图5）。它采用电路板的印制线作为检流电阻。由于印制板铜线“电阻”并不精确，电路里需要一个电位器调节满量程电流值。另外，铜线的温漂较大（大约为0.4%/℃），在宽温度范围下工作的系统需要考虑这一点。