0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何选择合适的放大器去测量电流

电子设计 来源:工程师周亮 2019-04-10 14:11 次阅读

问题:

我需要测量电流,但不知道应使用哪一款放大器。我应该从何处着手?

答案:

电流测量在很多应用中都是必要的,包括执行器控制、测试与测量、传感器信号调理以及电能计量(仅举数例)。根据不同的应用,设计工程师必须甄别检测和调理电流的最佳方法1。当有多种选择的时候,问题就来了。例如,在精密电流测量中,可以使用分立式运算放大器来构建跨导放大器,或者从众多的集成式放大器中选择一款来使用;那么对于特定应用而言,哪个放大器最适合进行电流测量?

显然,测量电流时,电流应当与电路串联,并且不应成为电路的负担。小型分流器件(比如电阻)通常会产生小电压,需对其进行放大和/或电平转换。分流电阻相对较低,以便最大程度地减少其负担,并且在某些情况下使功耗最小化。无论何种情况,都面临着处理小电压的挑战。此外,分流器可能不会接地,这就意味着必须以差分方式测量电压,并将该电压进行电平转换。根据应用,电流的变化可能达到很多数量级,从阿安到数安(或更高)都有可能。为了简化选型过程,让我们来回顾几种选择及其使用场景。

在电流路径上插入一个分流器(如图1a所示),并使用运算放大器缓冲或放大可能是最直接的方法,但这种方法不提供任何电平转换。低端电流检测可以采用这种方法。只需降低分流值同时提高放大器增益(如图1b所示),即可最小化负担电压;但通常会牺牲噪声和精度性能。将负担电压降为最低的一种更好方法——尤其是存在低电流时——是采用跨导放大器电路(TIA),亦称为电流-电压转换器(或者I-V转换器)。图1c显示了使用TIA如何等效于在运算放大器周围摆放分流器,其目的在于将负担电压降低至接近于零2。只要电流低于运算放大器的输出限流(通常是mA级别),它就能起作用。由于负担电压较低且不变,因此通常采用TIA来确保传感器(比如光电二极管)的电流输出具有极其精确的结果。TIA有时候可能无法实现,比如我们希望测量的电流不在负载的接地侧。高端电流检测或测量远程环路中的电流时便是这种情况。此时可使用仪表放大器,该器件便于使用且具备高精度(如图1d所示)。这些器件已成功用于很多高精度电流测量中,包括4 mA至20 mA环路接收器、电能计量和传感器接口(仅举数例)。

如何选择合适的放大器去测量电流

在一些实例中,分流器叠加到共模电压摆幅上,导致超出传统放大器的电源范围,使系统过于昂贵(比如,需要进行隔离)。与仪表放大器不同,差动放大器和电流检测放大器IC可在较大的换向共模电压存在的情况下测量电流。它们是高性价比且鲁棒的选择,非常适合电机和执行器控制应用。

开始着手新的电流检测设计前,考虑上述选项,并尽可能了解一些在线设计工具,比如光电二极管向导和针对仪表放大器的钻石图工具。如果传感器或线缆电容已知,则光电二极管向导还能用来设计正确补偿型TIA,哪怕光电二极管并不真正需要用到。钻石图工具可以根据分流器工作范围而立即图形化显示仪表放大器的工作区域。或者,请访问EngineerZone®中文技术论坛,了解其他人是怎么做的。希望这些建议能帮助您找出对您的电流检测应用而言最佳的选择。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 放大器
    +关注

    关注

    143

    文章

    13553

    浏览量

    213127
  • 测量电流
    +关注

    关注

    0

    文章

    19

    浏览量

    7824
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    为应用选择合适的射频放大器指南

    问题: 如何选择合适的射频放大器,不同射频放大器之间有何区别?   答案: 为具体应用选择合适
    的头像 发表于 04-14 10:41 7029次阅读
    为应用<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>合适</b>的射频<b class='flag-5'>放大器</b>指南

    如何使用电流检测放大器,差分放大器测量智能设备的电池充电和放电电流

    本应用笔记介绍了如何使用电流检测放大器,差分放大器和仪表放大器测量智能手机,平板电脑,笔记本电脑和USB附件中的电池充电和放电
    的头像 发表于 05-08 16:28 6053次阅读
    如何使用<b class='flag-5'>电流</b>检测<b class='flag-5'>放大器</b>,差分<b class='flag-5'>放大器</b><b class='flag-5'>测量</b>智能设备的电池充电和放电<b class='flag-5'>电流</b>

    如何选择噪声测量放大器

    `应用学科 机械工程(一级学科),实验室仪器和装置(二级学科),噪声测量仪器-噪声测量仪器名称(三级学科)  在某些应用中,被测量电流可能具有固有噪声。在有噪声信号的情况下,
    发表于 10-29 10:41

    影响应变计与放大器一起使用参数是什么?怎样选择合适放大器

    影响应变计与放大器一起使用参数是什么?怎样选择合适放大器
    发表于 04-07 06:40

    请问怎么为ADC选择合适的缓冲放大器

    怎么为ADC选择合适的缓冲放大器选择缓冲放大器时,需要考虑哪些问题?
    发表于 04-21 07:00

    请问怎样测量RF功率放大器和手机的直流偏置电流

    怎样测量RF功率放大器和手机的直流偏置电流
    发表于 05-06 08:24

    提高电流测量精度的拉动了电流检测放大器的输入失调电压

    提高电流测量精度的拉动了电流检测放大器的输入失调电压 摘要:某些应用程序要求输入偏移电压(V 操作系统 )的电流检测
    发表于 10-23 18:32 1227次阅读
    提高<b class='flag-5'>电流</b><b class='flag-5'>测量</b>精度的拉动了<b class='flag-5'>电流</b>检测<b class='flag-5'>放大器</b>的输入失调电压

    选择电压反馈与电流反馈运算放大器的技巧

    选择电压反馈与电流反馈运算放大器的技巧 本文无法详细解释电流反馈放大器和电压反馈放大
    发表于 03-25 16:51 5969次阅读

    如何选择合适电流感应放大器

    电流感应放大器详解 (一) -- 选择电流感应放大器
    的头像 发表于 04-16 07:00 4990次阅读
    如何<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>合适</b>的<b class='flag-5'>电流</b>感应<b class='flag-5'>放大器</b>

    如何为电流感应放大电路设计选择合适的分流电阻

    电流感应放大器详解 (四) -- 如何选择合适的分流电阻
    的头像 发表于 04-16 07:15 2822次阅读
    如何为<b class='flag-5'>电流</b>感应<b class='flag-5'>放大</b>电路设计<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>合适</b>的分流电阻

    如何选择合适的射频放大器,不同射频放大器之间有何区别?

    射频放大器有多种类型和形式,旨在满足不同的应用场景。然而,为目标应用选择合适的射频放大器时,种类如此繁多的射频放大器使得这项工作变得并不轻松
    的头像 发表于 08-11 15:34 2899次阅读
    如何<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>合适</b>的射频<b class='flag-5'>放大器</b>,不同射频<b class='flag-5'>放大器</b>之间有何区别?

    选择用于超低失真D类音频放大器合适电感器

    选择用于超低失真D类音频放大器合适电感器
    发表于 11-02 08:16 3次下载
    <b class='flag-5'>选择</b>用于超低失真D类音频<b class='flag-5'>放大器</b>的<b class='flag-5'>合适</b>电感器

    高电压放大器与高电流放大器该如何选择使用

    虽然电压放大器电流放大器都属于功率放大器的分支类型,所能起到的效果和作用也都是一致的,不过两者还是细微差别的。经常会有人在后台咨询“电压放大器
    的头像 发表于 11-29 18:02 1141次阅读
    高电压<b class='flag-5'>放大器</b>与高<b class='flag-5'>电流放大器</b>该如何<b class='flag-5'>选择</b>使用

    为您的应用选择合适的射频放大器的指南

    RF放大器有多种类型和形式,旨在满足不同的应用场景。然而,目前RF放大器设计的广泛多样性并不总是能够更轻松地为目标应用选择合适的器件。虽然几乎所有RF
    发表于 02-15 10:48 836次阅读

    射频功率放大器——如何选择合适的射频功率放大器

    射频功率放大器是一种用于增强射频信号的电子设备。在选择合适的射频功率放大器时,需要考虑多个因素,包括应用场景、频率范围、增益、带宽、噪声等。下面是一些关于如何
    的头像 发表于 06-27 16:39 1534次阅读
    射频功率<b class='flag-5'>放大器</b>——如何<b class='flag-5'>选择</b><b class='flag-5'>合适</b>的射频功率<b class='flag-5'>放大器</b>