關(guān)鍵詞： 電流驅(qū)動(dòng) , 電流檢測(cè) , 電流源

作者：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用經(jīng)理Jerry Steele

在此介紹的基于運(yùn)放的電流檢測(cè)電路并不新鮮，它的應(yīng)用已有些時(shí)日，但很少有關(guān)于電路本身的討論。在相關(guān)應(yīng)用中它被非正式地命名為“電流驅(qū)動(dòng)”電路，所以我們現(xiàn)在也這樣說(shuō)。讓我們首先探究其基本概念，它是一個(gè)運(yùn)算放大器和MOSFET電流源(注意，如果您不介意基極電流會(huì)導(dǎo)致1%左右的誤差，也可以使用雙極晶體管) 。圖1A顯示了一個(gè)基本的運(yùn)算放大器電流源電路。把它垂直翻轉(zhuǎn)，這樣我們可在圖1B中做高邊電流檢測(cè)，在圖1C中重新繪制，來(lái)描繪我們將如何使用分流電壓作為輸入電壓，圖1D是最終的電路。

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A. 運(yùn)放電流源                B. 垂直翻轉(zhuǎn)        C. 用分流電壓作為輸入        D. 分流電阻成為輸入電壓源
圖1. 此圖描述了從基本運(yùn)算放大器電流源轉(zhuǎn)換為具有電流輸出的高邊電流檢測(cè)放大器。

圖2顯示了電路電源電壓低于運(yùn)算放大器的額定電源電壓。在電壓-電流轉(zhuǎn)換中添加一個(gè)負(fù)載電阻，記住您現(xiàn)在有一個(gè)高阻抗輸出，如果您想要最簡(jiǎn)單的方案，這樣可能就行了。

基本電路

圖2顯示了實(shí)施高邊電流檢測(cè)的基本的完整的電路。需要考慮的細(xì)節(jié)有：
•        運(yùn)放必須是軌對(duì)軌輸入，或有一個(gè)包括正供電軌的共模電壓范圍。零漂移運(yùn)算放大器可實(shí)現(xiàn)最小偏移量。但請(qǐng)記住，即使使用零漂移軌對(duì)軌運(yùn)放，在較高的共模范圍內(nèi)運(yùn)行通常不利于實(shí)現(xiàn)最低偏移。
•        MOSFET漏極處的輸出節(jié)點(diǎn)由于正電壓的擺動(dòng)而受到限制，其幅度小于分流電源軌或小于共模電壓。增加增益緩沖器可以降低該節(jié)點(diǎn)處電壓擺幅的要求。
•        該電路在死區(qū)短路時(shí)不具備低邊檢測(cè)或電流檢測(cè)所需的零伏特共模電壓能力。在圖2的電路中，最大共模電壓等于運(yùn)算放大器的最大額定電源電壓。
•        該電路是單向的，只能測(cè)量一個(gè)方向的電流
•        增益精度是RIN和RGAIN公差的直接函數(shù)。非常高的增益精度是可能的。
•        共模抑制比(CMRR)一般由放大器的共模抑制能力決定。MOSFET也對(duì)CMRR有影響，漏電的或其他劣質(zhì)的MOSFET可降低CMRR。

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圖2. 最簡(jiǎn)單的方法是使用電源電壓額定值內(nèi)的運(yùn)算放大器。這被配置為增益50。增益通過(guò)RGAIN/RIN設(shè)定。

性能優(yōu)化

一個(gè)完全緩沖的輸出總是比圖2的高阻抗輸出要靈活得多，并且在緩沖器中提供2的輕微增益，可降低第一級(jí)和MOSFET的動(dòng)態(tài)范圍要求。

在圖3中，我們還添加了支持雙向電流檢測(cè)的電路。這里的概念是使用電流源電路(還記得圖1A嗎？)與U1非逆變輸入的輸入電阻(RIN 2)一起，等于RIN(在這種情況下為RIN 1)。然后這個(gè)電阻器產(chǎn)生一個(gè)抵消輸出的壓降，以適應(yīng)必要的雙向輸出擺動(dòng)。從REF引腳到整個(gè)電路輸出的增益基于RGAIN/ROS的關(guān)系，使得REF輸入可以被配置為提供單位增益，而不考慮通過(guò)RGAIN/RIN設(shè)置的增益(只要RIN 1和RIN 2是相同的值)，從而像傳統(tǒng)的差分放大器參考輸入：

VREFOUT = VREF * (RGAIN/ROS) * ABUFFER
(其中ABUFFER是緩沖增益)

注意，在所有后續(xù)電路中，雙向電路是可選的，對(duì)于單向電路可以省略。

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