精密监视负电源电流的电路

摘要：该电流检测电路监视负电源，并提供一个正比于负载电流的正输出电压。

在一个高可靠系统中，电源电流监视通常是一项必备功能，因为电流过大会给系统造成损害，或危及其安全性。这些系统通过监视电源电流，在发生故障前将其关断，可以避免过载故障造成损害。然而，大多数电流监视IC被设计用于监视正电源。对于负电源，图1所示电路可以用来监视其负载电流并提供一个成正比的输出电压。


图1. 这个电流检测电路监视负电源，并提供一个正比于负载电流的正输出电压

运放(IC1A)的同相端和反相端电压被有源反馈电流镜强制拉平(相等)。这样VR1 = VSENSE，因此：



现在，你有三种选择。你可以通过连接一个电阻RO到地、到VCC或到一个反相放大器，来将输出电流(IR1)转换为电压。RO连接到地(GND)可省掉正电源。此时，输出电压为负且正比于负载电流：



你可以将RO连接到VCC以便得到正输出电压，但输出是以VCC为参考电压的：



为得到以地为参考点的正输出电压，你需要采用一个反相放大器(IC1B)，如图1所示：



注意图中的RO并不影响反相放大器的输出电压，通常这个电阻是出于稳定性考虑而设的。RG可选，也是用于保持稳定，因其可以隔离运放和MOSFET栅极容性负载。最后，RC用于补偿运放的输入偏置电流。

图2显示了图1电路的测量误差与负载电流的关系。为保证电流测量的精度，电阻(除RG和RC外)应具有优于1%的精度。RSENSE的额定耗散功率必须高于负载电流在它上面产生的功耗。


图2. 图1电路的电流测量误差在满量程时小于2%，但在较低电流下，运放固有的输入失调电压降低了测量精度