? ? ?最近我拒絕的一個(gè) DI 有幾個(gè)原因，其中包括一個(gè)存在實(shí)施問題的高端電流檢測(cè)電路。這讓我開始思考在電壓軌上實(shí)現(xiàn)電流感應(yīng)的不同方法。

　　從本質(zhì)上講，大多數(shù)直流電流檢測(cè)電路都是從電源線中的電阻開始的（盡管磁場(chǎng)檢測(cè)是一個(gè)很好的替代方案，尤其是在更高電流的情況下）。一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量電阻兩端的電壓降并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行縮放以讀取電流（E = I × R（如果我不包括這個(gè)，有人會(huì)抱怨））。如果檢測(cè)電阻器位于接地端，則解決方案是一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器電路。一切都以接地為參考，您只需注意接地布局中的小電壓降。

　　但通常，將檢測(cè)電阻器放置在電源引線中是首選方法。為什么？接地可能不可用（例如，底盤接地的汽車設(shè)備），或者您可能不希望設(shè)備接地不同于電源接地，這可能導(dǎo)致接地環(huán)路和其他問題。那么，有哪些選擇呢？

　　最明顯和最明確的方法是在檢測(cè)電阻上放置一個(gè)差分或儀表放大器 （inamp），但實(shí)際上這很少是一個(gè)好方法。為了準(zhǔn)確地檢測(cè)電流，通常需要極高的 CMR（共模抑制），這既昂貴又容易漂移。

　　怎么會(huì)這樣？讓我們考慮一個(gè)示例設(shè)計(jì)：0-10A、12V 標(biāo)稱值、5mΩ 檢測(cè)電阻：

　　最明顯的高端電流檢測(cè)解決方案，使用差分放大器。

　　甚至不要考慮為此使用分立電阻，除非它們是精密匹配網(wǎng)絡(luò)的一部分（因此當(dāng)然不是真正的分立）。對(duì)于 1V 的電源電壓偏移和 80dB 的差分放大器 CMRR（轉(zhuǎn)換為約 0.01% 的電阻匹配），您將看到相當(dāng)于 20mA 的電流偏移（80dB CMRR 的 1V 變化導(dǎo)致 0.1 mV 偏移參考輸入；除以 5mΩ 檢測(cè)電阻器的 5mV/A 縮放比例）。

　　對(duì)于 0-12V 電源，將其乘以 12：電壓范圍內(nèi)的 240mA 偏移。

　　請(qǐng)注意，真正的三運(yùn)放儀表放大器對(duì)電阻匹配的敏感度低于單運(yùn)放差分放大器。盡管如此，通常有更好的方法。

　　我上面提到的設(shè)計(jì)理念使用了帶有分立電阻的單運(yùn)算放大器差分放大器。事實(shí)上，一個(gè)電阻器可以用一個(gè)電位器微調(diào)，我最初認(rèn)為這是用于 CMRR，但結(jié)果是增益調(diào)整！如果電源電壓堅(jiān)如磐石，這在某種意義上是可行的，但這并不是一個(gè)好主意。

　　第二種高側(cè)感覺方法是我在很多個(gè)月前提出的一種方法，涉及一些橫向思維。我把事情放在他們的頭上，并使用 V+ 作為我的參考軌而不是接地。這在概念上類似于負(fù)電源的低端感應(yīng)，如果您可以擺脫它，這是一個(gè)很好的解決方案。

　　輸出的進(jìn)一步處理（例如，比較器）參考V+。R4 是可選的，用于保護(hù)。

　　我要告訴你的第三種方法現(xiàn)在在 IC 解決方案中很常見，其中晶體管和運(yùn)算放大器一起工作以接地參考電流測(cè)量。當(dāng)我想出我的倒置運(yùn)算放大器時(shí)，我并不知道這種設(shè)計(jì)，這可能是一件好事，因?yàn)樗鼮槲夜?jié)省了一個(gè)晶體管。

　　ST 的 TSC103 在環(huán)路中使用了 BJT。

　　而凌力爾特的 LTC6102 使用 MOSFET。

　　此類部件的來源包括ST、Maxim和Linear Tech，但您自己也很容易實(shí)現(xiàn)該電路。