中心議題：

• 高端/低端電流檢測電路及原理簡介
• 傳統高端檢流電路及原理簡介
• 選擇檢流電阻的注意事項

解決方案：

• 采用集成差分運放實現高端電流檢測

高端/低端檢流電路
　　
低端檢流電路的檢流電阻串聯到地(圖1），而高端檢流電路的檢流電阻是串聯到高電壓端(圖2）。兩種方法各有特點：低端檢流方式在地線回路中增加了額外的電阻
，高端檢流方式則要處理較大的共模信號。
　　
圖1所示的低端檢流運放以地電平作為參考電平，檢流電阻接在正相端。運放的輸入信號中的共模信號範圍為：(GNDRSENSE*ILOAD）。盡(jin)管(guan)低(di)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)
，但(dan)有(you)幾(ji)種(zhong)故(gu)障(zhang)狀(zhuang)態(tai)是(shi)低(di)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)檢(jian)測(ce)不(bu)到(dao)的(de)，這(zhe)會(hui)使(shi)負(fu)載(zai)處(chu)於(yu)危(wei)險(xian)的(de)情(qing)況(kuang)

，利(li)用(yong)高(gao)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)則(ze)可(ke)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)。
　　
高(gao)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)直(zhi)接(jie)連(lian)到(dao)電(dian)源(yuan)端(duan)，能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)到(dao)後(hou)續(xu)回(hui)路(lu)的(de)任(ren)何(he)故(gu)障(zhang)並(bing)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)
，特(te)別(bie)適(shi)合(he)於(yu)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)
，因(yin)為(wei)在(zai)這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)電(dian)路(lu)中(zhong)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)機(ji)殼(ke)作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)地(di)。


傳統高端檢流電路
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傳統的高端/diduanjianliufangshiyouduozhongshixianfangan，juedaduoshujiyufenlihuobanfenliyuanjiandianlu。gaoduanjianliudianlutongchangxuyaoyongyigejingmiyunfangheyixiejingmidianzudianrong
，zuichangyongdegaoduanjianliudianlucaiyongchafenyunfangzuozengyifangdabingjiangxinhaodianpingconggaoduanyiweidaocankaodi(圖3）：
　　VO=IRS*RS；R1=R2=R3=R4
　　
該方案已廣泛應用於實際係統中，但該電路存在三個主要缺點：
　　1）輸入電阻相對較低，等於R1；
　　2）輸入端的輸入電阻一般有較大的誤差值；
　　3）要求電阻的匹配度要高
，以保證可接受的CMRR。任何一個電阻產生1%變化就會使CMRR降低到46dB
；0.1%的變化使CMRR達到66dB，0.01%的變化使CMRR達到86dB。高端電流檢測需要較高的測量技巧，這促進了高端檢流集成電路的發展。而低端電流檢測技術似乎並沒有相應的進展。


采用集成差分運放實現高端電流檢測
　　
采cai用yong差cha分fen運yun放fang進jin行xing高gao端duan電dian流liu檢jian測ce的de電dian路lu更geng便bian於yu使shi用yong，因yin為wei近jin期qi推tui出chu了le許xu多duo種zhong集ji成cheng電dian路lu解jie決jue方fang案an。集ji成cheng電dian路lu內nei部bu包bao括kuo一yi個ge精jing密mi運yun放fang和he匹pi配pei度du很hen好hao的de電dian阻zu，CMRR高達105dB左右。MAX4198/99就是這樣的產品，它的CMRR為110dB

，增益誤差優於0.01%，而且采用小體積的8引腳mMAX封裝。
　　
專用高端檢流電路內部包含了完成高端電流檢測的所有功能單元，可在高達32V的共模電壓下檢測高端電流
，並提供與之成比例的、以地電平為參考點的電流輸出。需要對電流做精確測量和控製的應用
，如電源管理和電池充電控製
，都適合采用這種方案。
　　
MAXIM的(de)高(gao)端(duan)檢(jian)流(liu)運(yun)放(fang)中(zhong)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)檢(jian)流(liu)電(dian)阻(zu)放(fang)置(zhi)在(zai)電(dian)源(yuan)的(de)高(gao)端(duan)和(he)被(bei)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)端(duan)之(zhi)間(jian)，檢(jian)流(liu)電(dian)阻(zu)放(fang)在(zai)高(gao)端(duan)不(bu)給(gei)地(di)線(xian)回(hui)路(lu)增(zeng)加(jia)額(e)外(wai)阻(zu)抗(kang)，這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)提(ti)高(gao)了(le)整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)性(xing)能(neng)並(bing)簡(jian)化(hua)了(le)布(bu)版(ban)要(yao)求(qiu)。
　　
MAXIM推出了一係列雙向或單向電流檢測IC，有些雙向電流檢測IC內置檢流電阻，可檢測流入或流出被檢電路的電流大小並通過一個極性指示引腳顯示電流方向。增益可調的電流檢測IC
、固定增益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）電流檢測芯片或包括單雙比較器的固定增益電流檢測IC，都采用小體積封裝，如SOT23，可滿足對尺寸要求苛刻的應用。圖4是用MAX4173構成的高端電流檢測電路。[page]


圖中輸出電壓與檢流電阻的關係式為：
　　
Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b為鏡像電流係數
　　
上式可進一步簡化為:Vo=Gain*Rsense*Iload;Gain=b*RGD/RG1
Gain分別為：20(MAX4173T)，50(MAX4173F)，100(MAX4173H).
　　
通過以上計算公式可看出
，CMRR由內部集成檢流電路的工藝決定(典型值>90dB），不再受外部電阻的影響。
　　
采用集成檢流電路有以下優點：
1、器件的一致性好
2、極好的溫漂特性
3、體積小
4

、低功耗
5、使用方便
　　
選擇檢流電阻的注意事項
　　
檢流電阻RSENSE應根據以下幾條原則進行選擇：
　　
1
、電壓損耗：檢流電阻阻值過大會引起電源電壓以IR的數值降低。為了減少電壓損耗，應選用小阻值的檢流電阻。
　　
2

、精度：較(jiao)大(da)的(de)檢(jian)流(liu)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)更(geng)高(gao)的(de)小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)檢(jian)流(liu)電(dian)阻(zu)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)越(yue)大(da)，運(yun)放(fang)的(de)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)和(he)輸(shu)入(ru)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)的(de)影(ying)響(xiang)就(jiu)相(xiang)對(dui)越(yue)小(xiao)。