電流檢測的應用

 

電路檢測電路常用於：高壓短路保護、電機控製

、DC/DC換流器
、係統功耗管理
、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。

 

 

對於大部分應用
，都是通過感測電阻兩端的壓降測量電流。

 

 

一般使用電流通過時的壓降為數十mV～數百mV的電阻值，電流檢測用低電阻器使用數Ω以下的較小電阻值；檢測數十A的大電流時需要數mΩ的極小電阻值，因此，以小電阻值見長的金屬板型和金屬箔型低電阻器比較常用
，而小電流是通過數百mΩ～數Ω的較大電阻值進行檢測。

 

測量電流時， 通常會將電阻放在電路中的兩個位置。  個(ge)位(wei)置(zhi)是(shi)放(fang)在(zai)電(dian)源(yuan)與(yu)負(fu)載(zai)之(zhi)間(jian)。這(zhe)種(zhong)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)高(gao)側(ce)感(gan)測(ce)。通(tong)常(chang)放(fang)置(zhi)感(gan)測(ce)電(dian)阻(zu)的(de)第(di)二(er)個(ge)位(wei)置(zhi)是(shi)放(fang)在(zai)負(fu)載(zai)和(he)接(jie)地(di)端(duan)之(zhi)間(jian)。這(zhe)種(zhong)電(dian)流(liu)感(gan)測(ce)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)低(di)側(ce)電(dian)流(liu)感(gan)測(ce)。

 

 

兩種測量方法各有利弊，低邊電阻在接地通路中增加了不希望的額外阻抗；采用高側電阻的電路必須承受相對較大的共模信號。低側電流測量的優點之一是共模電壓
， 即測量輸入端的平均電壓接近於零。這樣更便於設計應用電路， 也便於選擇適合這種測量的器件。低側電流感測電路測得的電壓接近於地
， 在處理非常高的電壓時、 或者在電源電壓可能易於出現尖峰或浪湧的應用中， 優先選擇這種方法測量電流。由於低側電流感測能夠抗高壓尖峰幹擾
， 並能監測高壓係統中的電流。

 

電流檢測電路

 

低側檢測

 

 

低側電流感測的主要缺點是采用電源接地端和負載、係統接地端時，感測電阻兩端的壓降會有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準
，可能會出現問題。為  限度地避免此問題
，存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準， 降低電流感測電阻值有助於盡量減小接地漂。

 

如上圖，如果圖中運放的 GND 引腳以 RSENSE 的正端為基準
，那麼其共模輸入範圍必須覆蓋至零以下，也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。Rsensor將地（GND）隔開了。

 

高側檢測

 

 

 

隨著大量包含高  放大器和精密匹配電阻的IC的推出，在高側電流測量中使用差分放大器變得非常方便。高側檢測帶動了電流檢測IC 的發展，降低了由分立器件帶來的參數變化、器件數目太多等問題，集成電路方便了我們使用。下圖為一種高側檢測的 IC 方案：

 

 

檢測電路連出方式

 

對電流通過電阻器時的壓降進行檢測，需要從電阻器的兩端引出用於檢測電壓的圖案。電壓檢測連接如下圖(2)suoshi

，jianyicongdianzuqidianjihanpandeneicezhongxinyinchu。zheshiyinweidianlujibandetongbotuanyejubeiweixiaodedianzuzhi，xuyaobimiantongbotuandedianzuzhisuozaochengdeyajiangdeyingxiang。ruguoanzhaoxiatu(1)所示，從電極焊盤的側麵引出電壓檢測圖案
，檢測對象將是低電阻器電阻值加上銅箔圖案電阻值的壓降
，無法正確地檢測電流。

 

 

PCB Layout參考：