例如，在無人機的應用中
，每個控製螺旋槳的電機通常使用低側電流感應電路，操控無人機在空中行進、停(ting)留(liu)或(huo)上(shang)升(sheng)。在(zai)鑽(zuan)機(ji)和(he)往(wang)複(fu)鋸(ju)等(deng)電(dian)動(dong)工(gong)具(ju)中(zhong)，低(di)側(ce)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)按(an)動(dong)扳(ban)機(ji)的(de)力(li)度(du)來(lai)控(kong)製(zhi)工(gong)具(ju)的(de)速(su)度(du)。這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)成(cheng)本(ben)敏(min)感(gan)型(xing)設(she)計(ji)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)麵(mian)對(dui)消(xiao)費(fei)者(zhe)市(shi)場(chang)。在(zai)這(zhe)篇(pian)博(bo)文(wen)中(zhong)
，我(wo)將(jiang)介(jie)紹(shao)如(ru)何(he)為(wei)成(cheng)本(ben)敏(min)感(gan)型(xing)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)低(di)側(ce)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)電(dian)路(lu)。

 

在設計低側電流感應電路時，高性價比的方法之一是使用非反相配置運算放大器（op amp）。圖1是使用運算放大器的典型低側電流感應電路原理圖。

 

 

圖1：低側電流感應原理圖

 

公式1用於計算圖1中的電流傳遞函數：

   
   (1)

其中

。

 

圖1中所示的低側電流感應電路設計過程分為三個簡單的步驟：

 

計算最大分流電阻。當來自負載（ILOAD）的電流流過分流電阻器（RSHUNT）時
，分流電阻器上會形成一個電壓電位（VSHUNT）。VSHUNT被視為係統負載的“接地端”。因此，建議將VSHUN的最大負載電流保持在100mV以下，以避免在與其它具有真正0V接地的係統連接時出現問題。公式2用於計算RSHUNT值：

 
  (2)

計算放大器的增益。運算放大器放大VSHUNT以產生VOUT_MIN到VOUT_MAX的輸出電壓擺幅，其中VOUT_MIN 和VOUT_MAX分別是放大器的最小和最大輸出擺幅極限。公式3用於計算放大器產生所需的輸出擺幅的增益：

  (3)

公式4用於計算放大器反饋網絡中的電阻RF和RG的大小，以此來設置公式3中計算出的增益：

 
 (4)

選擇運算放大器。在低側電流感應應用中，如果電流是雙向的，共模電壓可以處於或低於地電位
；因此，放大器的輸入共模電壓範圍必須處於或低於地電位。TLV9062是一款高性能通用放大器
，專為成本敏感型的應用而設計，其輸入共模電壓範圍可低至地電位。

 

TLV906x係列高性能通用放大器可用於成本敏感型的低側電流感應係統，因為其增益帶寬（10MHz）、壓擺率（6.5V/µs）、偏移電壓（0.3mV）以及輸入共模電壓範圍為負電源電壓以下100mV。表1列出了一些TLV906x係列的技術參數。

 

 

圖2顯示了0A至0.5A低側電流感應電路的最終組件值，其計算請參照上述步驟1至3。

 

 

圖 2：0A至0.5A的低側電流感應原理圖

 

諸如無人機和電動工具等應用需要成本敏感型的低側電流感應解決方案來控製電機。在這篇文章中，我將電路設計簡化為三個簡單步驟：確(que)定(ding)最(zui)大(da)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)
，計(ji)算(suan)產(chan)生(sheng)最(zui)大(da)輸(shu)出(chu)擺(bai)幅(fu)的(de)放(fang)大(da)器(qi)增(zeng)益(yi)以(yi)及(ji)選(xuan)擇(ze)放(fang)大(da)器(qi)。在(zai)下(xia)一(yi)篇(pian)文(wen)章(zhang)中(zhong)，我(wo)將(jiang)討(tao)論(lun)如(ru)何(he)為(wei)低(di)側(ce)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)（PCB）。