【導讀】近jin年nian來lai，對dui使shi用yong電dian流liu測ce量liang技ji術shu的de具ju有you多duo功gong能neng以yi及ji高gao安an全quan性xing的de電dian子zi電dian路lu的de需xu求qiu日ri益yi增zeng加jia。我wo們men將jiang在zai本ben文wen介jie紹shao一yi種zhong使shi用yong分fen流liu電dian阻zu檢jian測ce電dian流liu的de方fang法fa，並bing實shi際ji運yun行xing該gai電dian流liu檢jian測ce電dian路lu來lai查zha看kan其qi檢jian測ce效xiao果guo。

目錄

‧ 測量電流值以保證電路安全運行

‧ 電流檢測電路和分流電阻基礎知識

‧ 將分流電阻連接至差分放大電路

‧ 製作電流檢測電路並測量電流

‧ 用示波器觀察電流值

‧ 通過改變分流電阻實現更高精度以及更大範圍的電流檢測

‧ 總結

測量電流值以保證電路安全運行

目前，對多功能、高安全性設備的需求不斷增加，這些設備需要利用適用於其配置的更新的電子電路的電流測量技術。

例(li)如(ru)
，用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)過(guo)流(liu)和(he)電(dian)路(lu)運(yun)行(xing)異(yi)常(chang)並(bing)安(an)全(quan)停(ting)止(zhi)運(yun)行(xing)的(de)監(jian)控(kong)電(dian)路(lu)，用(yong)於(yu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)和(he)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)檢(jian)測(ce)的(de)功(gong)能(neng)電(dian)路(lu)，以(yi)及(ji)同(tong)樣(yang)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)用(yong)於(yu)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)的(de)電(dian)流(liu)監(jian)控(kong)電(dian)路(lu)，因(yin)此(ci)電(dian)流(liu)監(jian)控(kong)技(ji)術(shu)對(dui)於(yu)現(xian)代(dai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)來(lai)說(shuo)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)。

接下來我們將會介紹一種檢測電流的方法，並實際運行該電流檢測電路來查看其效果。

電流檢測電路和分流電阻基礎知識

電流檢測用超低阻值貼片電阻（PMR）

電流檢測用超低阻值貼片電阻/長邊電極（PML）

您可能認為電流檢測電路很複雜，但從原理上來說，其本身隻是一個利用了“歐姆定律”的de簡jian單dan電dian路lu，而er歐ou姆mu定ding律lv是shi電dian子zi電dian路lu領ling域yu中zhong非fei常chang基ji礎chu的de理li論lun知zhi識shi。串chuan聯lian一yi個ge用yong於yu電dian流liu檢jian測ce的de電dian阻zu，通tong過guo歐ou姆mu定ding律lv將jiang電dian阻zu的de壓ya降jiang轉zhuan換huan為wei電dian流liu值zhi來lai實shi現xian電dian流liu檢jian測ce。

用於電流檢測的電阻稱為“分流電阻”。

分流電阻是一種用於測量和檢測電流的電子元件。電阻值範圍為100μΩ 到幾百mΩ。理li想xiang情qing況kuang下xia
，您nin應ying該gai使shi用yong阻zu值zhi盡jin可ke能neng低di的de分fen流liu電dian阻zu
，但dan在zai實shi際ji操cao作zuo中zhong
，您nin應ying根gen據ju運yun算suan放fang大da器qi的de放fang大da係xi數shu和he檢jian測ce目mu標biao範fan圍wei來lai選xuan擇ze合he適shi的de阻zu值zhi。

而(er)如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)低(di)阻(zu)值(zhi)電(dian)阻(zu)

，壓(ya)降(jiang)量(liang)偏(pian)小(xiao)
，微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)將(jiang)會(hui)很(hen)難(nan)檢(jian)測(ce)到(dao)電(dian)壓(ya)
，所(suo)以(yi)這(zhe)時(shi)候(hou)應(ying)該(gai)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)低(di)輸(shu)入(ru)偏(pian)移(yi)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)精(jing)度(du)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)來(lai)對(dui)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)。

使用分流電阻和運算放大器的電流檢測電路被稱為“電流檢測放大器”。

還有，分流電阻的“分流”指的是“避開，轉走”。最(zui)開(kai)始(shi)指(zhi)的(de)是(shi)並(bing)聯(lian)接(jie)入(ru)電(dian)阻(zu)，從(cong)而(er)擴(kuo)大(da)模(mo)擬(ni)電(dian)流(liu)表(biao)的(de)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)。最(zui)近(jin)將(jiang)用(yong)於(yu)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)的(de)貼(tie)片(pian)電(dian)阻(zu)稱(cheng)為(wei)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)。雖(sui)然(ran)用(yong)法(fa)已(yi)經(jing)發(fa)生(sheng)了(le)變(bian)化(hua)，但(dan)是(shi)這(zhe)種(zhong)名(ming)稱(cheng)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)的(de)現(xian)象(xiang)也(ye)是(shi)很(hen)常(chang)見(jian)的(de)。

將分流電阻連接至差分放大電路

從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)來(lai)說(shuo)，使(shi)用(yong)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)的(de)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)是(shi)僅(jin)測(ce)量(liang)電(dian)壓(ya)的(de)簡(jian)單(dan)電(dian)路(lu)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)的(de)壓(ya)降(jiang)很(hen)小(xiao)
，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)製(zhi)作(zuo)可(ke)以(yi)高(gao)精(jing)度(du)放(fang)大(da)電(dian)壓(ya)的(de)電(dian)路(lu)。因(yin)此(ci)，我(wo)們(men)使(shi)用(yong)帶(dai)有(you)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)差(cha)分(fen)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)。

對dui於yu用yong於yu電dian流liu檢jian測ce的de運yun算suan放fang大da器qi，請qing選xuan擇ze使shi用yong具ju有you低di輸shu入ru偏pian移yi電dian壓ya的de高gao精jing度du運yun算suan放fang大da器qi。由you於yu偏pian移yi電dian壓ya在zai檢jian測ce小xiao電dian壓ya值zhi時shi會hui造zao成cheng測ce量liang誤wu差cha，因yin此ci請qing使shi用yong偏pian移yi電dian壓ya盡jin可ke能neng低di的de“高精度運算放大器”
，或可以自動調整輸入偏移電壓的“零漂移放大器”。

使用電流檢測電路檢測電路電流值

我們使用分流電阻和運算放大器製作一個電流檢測電路
，並查看該電路是如何檢測電流的。電流檢測電路如下：

圖為所要製作的電流檢測電路。差分放大電路檢測分流電阻的電壓
，然後將其放大為15倍以上的電壓信號並輸出

62mΩ貼片電阻用作分流電阻。可測量的最大電流值由貼片電阻的功率決定。我們目前使用的是1W的電阻，所以由W = I2R，1W = 4A × 4A × 62mΩ，最後計算得出最大電流為4A。

ROHM電流檢測貼片電阻LRT18係列，62mΩ 1W貼片電阻

ruguoceliangdianliudianludefangdabeishuguoda，huichaoguoyunsuanfangdaqidegongzuodianya，suoyixuyaogenjugujidezuidadianliuzhitiaozhengfangdabeishu。womenbencishezhidefangdabeishuwei15倍，因此當流過分流電阻的電流為最大值4A時，運算放大器輸出電壓為3V。

ROHM運算放大器LMR1802G-LB。是具有低噪聲、低輸入偏移電壓以及低輸入偏置電流的傳感器放大器

ROHM采用的是業界最低噪聲運算放大器。

EMARMOUR “LMR1802G-LB”運算放大器具有低輸入偏移電壓5uV（Typ），用於傳感設備。

安(an)裝(zhuang)在(zai)通(tong)用(yong)板(ban)上(shang)的(de)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)和(he)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)。因(yin)為(wei)在(zai)實(shi)驗(yan)環(huan)境(jing)中(zhong)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)通(tong)用(yong)板(ban)上(shang)，所(suo)以(yi)易(yi)於(yu)焊(han)接(jie)，但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)，會(hui)根(gen)據(ju)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)技(ji)術(shu)規(gui)格(ge)書(shu)進(jin)行(xing)適(shi)當(dang)的(de)圖(tu)形(xing)設(she)計(ji)。

既然電流是由分流電阻檢測的
，現在就讓我們來探索一下如何使用連接在通用板上的簡單電路來檢測電流。

用示波器測量電壓值並觀察電流動向

將jiang負fu載zai連lian接jie到dao完wan成cheng的de電dian流liu檢jian測ce電dian路lu中zhong，並bing觀guan察cha檢jian測ce波bo形xing。把ba一yi個ge直zhi流liu有you刷shua電dian機ji連lian接jie到dao負fu載zai。如ru果guo可ke以yi成cheng功gong檢jian測ce到dao電dian流liu，應ying該gai就jiu能neng夠gou檢jian測ce到dao在zai電dian機ji線xian圈quan切qie換huan時shi的de電dian流liu波bo形xing以yi及ji施shi加jia負fu載zai後hou旋xuan轉zhuan的de變bian化hua情qing況kuang了le。

分流電阻與電機和電源串聯。電機工作電壓為5V。

電機空載電流為0.32A。運算放大器輸出的波形有效值為202mV，計算得到檢測值為0.3A。示波器和探頭帶寬均為50MHz。

電(dian)機(ji)運(yun)轉(zhuan)時(shi)，您(nin)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)電(dian)流(liu)隨(sui)著(zhe)換(huan)向(xiang)器(qi)的(de)切(qie)換(huan)而(er)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。隨(sui)著(zhe)負(fu)載(zai)的(de)增(zeng)加(jia)，電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)下(xia)降(jiang)，分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)電(dian)流(liu)值(zhi)變(bian)化(hua)會(hui)以(yi)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)變(bian)化(hua)的(de)形(xing)式(shi)呈(cheng)現(xian)出(chu)來(lai)。

如果將運算放大器的電流檢測輸出連接到微控製器板，例如Arduino，就可以實時檢測電機電流，從而幫助您發現電機鎖定和線圈短路等異常情況

如果能夠對電流進行檢測，就可以在電路中添加多種功能，例如避免電機主體/驅動電路過載，以及檢測電機鎖定等。

通過改變分流電阻實現更高精度以及更大範圍的電流檢測

在實際使用電流檢測電路來保護電路時，會選擇阻值低
、電流大（不超過分流電阻最大功率）的設備。

我們使用通用貼片電阻

，而現有的高性能分流電阻中
，有可消耗高達5W功率值的大功率型號電阻，以及具有0.1mΩ超低電阻值的高精度分流電阻。您可以根據自己的需求選擇相應的分流電阻。

參考鏈接：電流檢測用貼片電阻（分流電阻）| ROHM

https://www.rohm.com.cn/products/resistors/current-detection-resistors

總結

這種使用分流電阻和運算放大器來檢測電流的方法已被廣泛使用，因為該方法成本低、精度高且易於操作。但是，有時候添加一個電阻會對電路造成不利影響，所以該方法存在一個顯著缺點：不能用於高負載
，因為在這種情況下分流電阻功率損耗過大。

congyuanlishanglaishuo，keyitongguojiangdifenliudianzudezuzhilaijiangdisunhao
，danshizheyangdehuafenliudianzudeyajiangyehuijiangdi

，jiancedianyahuibiandegengjiakunnan，yinciyaozaixuanzegengxiaozuzhidefenliudianzuhedadaojiancejingduzhijianjinxingquanheng。

特別是用於控製無刷電機和DCDC轉zhuan換huan器qi以yi及ji檢jian測ce電dian池chi剩sheng餘yu電dian量liang的de電dian流liu檢jian測ce電dian路lu
，需xu要yao大da電dian流liu量liang和he高gao檢jian測ce精jing度du。因yin此ci，我wo們men不bu僅jin需xu要yao使shi用yong小xiao阻zu值zhi分fen流liu電dian阻zu，還hai需xu要yao使shi用yong高gao精jing度du運yun算suan放fang大da器qi。

在(zai)使(shi)用(yong)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)進(jin)行(xing)實(shi)際(ji)測(ce)量(liang)時(shi)
，請(qing)基(ji)於(yu)所(suo)檢(jian)測(ce)負(fu)載(zai)的(de)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)和(he)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)進(jin)行(xing)考(kao)量(liang)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)您(nin)需(xu)要(yao)估(gu)計(ji)所(suo)要(yao)檢(jian)測(ce)的(de)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)以(yi)及(ji)需(xu)要(yao)的(de)精(jing)度(du)和(he)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)的(de)損(sun)耗(hao)。還(hai)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)點(dian)是(shi)，在(zai)進(jin)行(xing)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)和(he)組(zu)件(jian)選(xuan)擇(ze)時(shi)，您(nin)還(hai)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)。

請(qing)注(zhu)意(yi)，使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)來(lai)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)時(shi)，由(you)於(yu)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)本(ben)身(shen)隻(zhi)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)電(dian)流(liu)，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)增(zeng)加(jia)保(bao)護(hu)和(he)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。比(bi)如(ru)，您(nin)需(xu)要(yao)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)繼(ji)電(dian)器(qi)或(huo)一(yi)個(ge)負(fu)載(zai)開(kai)關(guan)才(cai)能(neng)切(qie)斷(duan)電(dian)路(lu)，同(tong)時(shi)
，您(nin)還(hai)需(xu)要(yao)確(que)定(ding)用(yong)於(yu)操(cao)作(zuo)的(de)程(cheng)序(xu)或(huo)電(dian)路(lu)
，以(yi)及(ji)在(zai)什(shen)麼(me)情(qing)況(kuang)下(xia)啟(qi)用(yong)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)。

如ru果guo安an裝zhuang了le電dian流liu檢jian測ce電dian路lu，電dian路lu和he控kong製zhi會hui變bian得de更geng複fu雜za，閾yu值zhi也ye會hui略lve微wei升sheng高gao，但dan是shi該gai電dian路lu對dui於yu提ti高gao電dian子zi套tao件jian的de安an全quan性xing和he功gong能neng性xing來lai說shuo是shi必bi不bu可ke少shao的de。

本文來源於DevicePlus.com英語網站的翻譯稿。

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