電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）電流是一種重要信號，可通過檢測電流深入了解系統(tǒng)的運行狀況從而獲得寶貴的信息?？焖贉?zhǔn)確地測量電流對很多電路來說，都是提升系統(tǒng)性能、功效和可靠性的有力手段。

不管是實現(xiàn)系統(tǒng)的保護、遙測還是閉環(huán)控制，都需要以精準(zhǔn)的電流檢測作為前提，可以說，可靠的電流檢測是推動電氣化發(fā)展的重要基石。

多樣的電流檢測

需要電流檢測的地方很多，同時能實現(xiàn)電流檢測的方式也很多。在各類不同的電流檢測方案中，過流保護是最基本的電流檢測形式，是絕大部分電路中都需要配置的，把關(guān)器件的安全。很多安全功能都以此為基礎(chǔ)。

高側(cè)電流檢測，即在負(fù)載或電路的高側(cè)測量電源軌中的電流。在負(fù)載的高側(cè)測量電流，可以避免低側(cè)電流檢測過程引發(fā)系統(tǒng)基準(zhǔn)變化和短路路徑交替問題。高側(cè)位置支持測量完整的系統(tǒng)電流，以便檢測流經(jīng)非預(yù)期路徑的電流。同時遠(yuǎn)離低側(cè)位置的檢測可以消除電流引起的分流電壓而導(dǎo)致的系統(tǒng)接地變化，消除接地干擾。在此處檢測電流對器件的高電壓能力和高CMRR要求頗高。

而低側(cè)電流檢測的優(yōu)勢在于共模電壓更接近于零，在該位置進行檢測，對器件的要求則少很多，只需使用一個放大器處理向下接地的共模信號。當(dāng)然在低側(cè)進行檢測會導(dǎo)致系統(tǒng)基準(zhǔn)與所監(jiān)測負(fù)載的接地電勢產(chǎn)生電勢差，對于某些故障狀況低側(cè)同樣無法檢測到。

不論是高側(cè)的電流檢測還是低側(cè)，在共模電壓很高的情況下，加上隔離都是非常有用且必要的。既是為了滿足安全法規(guī)，也為了提高芯片的整體性能。隔離技術(shù)引入的同時針對電流測量也會進行優(yōu)化，可以消除由接地環(huán)路引起的測量誤差，還能防止數(shù)據(jù)采集器件遭受其他器件帶來的潛在破壞性電壓影響。

而在逆變器、電機這種系統(tǒng)中，直列式的電流檢測能夠大大優(yōu)化閉環(huán)控制所需信息。用于快速開關(guān)共模瞬態(tài)電壓的直列式電流檢測提供了真正的相電流測量，相電流是系統(tǒng)控制器使用的重要診斷反饋數(shù)據(jù)之一，是支持電機實現(xiàn)出色性能的基礎(chǔ)。尤其是EPS這種精密運控系統(tǒng)，非常需要通過精密電流測量為轉(zhuǎn)矩輔助系統(tǒng)提供必要的反饋控制。

電流檢測推動電氣化發(fā)展

遍數(shù)現(xiàn)在幾個火熱的市場方向，電動汽車、機器人、光伏儲能這些應(yīng)用里，所有的硬件設(shè)計部分都離不開基礎(chǔ)的電流檢測。

電動汽車上的電流檢測應(yīng)用大致可以分為五類，交流充電樁的漏電流檢測、BMS電流檢測、PDU電流檢測、OBC/DCDC電流檢測以及電機控制器的電流監(jiān)測。合適的電流傳感配置可以非常靈活的實現(xiàn)高精度檢測，體積小功率損耗小，既可以提高系統(tǒng)效率，也能監(jiān)測故障。而且汽車系統(tǒng)對電流檢測方案的成本和體積要求都很高，對電流傳感的尺寸和性能要求也不斷在提升。

而且隨著汽車電氣平臺向更高電壓等級發(fā)展，如何高效、精確地控制、監(jiān)測和保護這些需要長時間運轉(zhuǎn)的高壓系統(tǒng)并不容易，電流檢測無疑是其中重要的一環(huán)。

到了光伏儲能領(lǐng)域，因為這些應(yīng)用里的電壓等級都非常高，電流檢測必須在高電壓隔離下進行的，而且傳感器需要提供足夠快速的保護，確保系統(tǒng)對安全工作區(qū)外的事件做出迅速響應(yīng)，避免損壞半導(dǎo)體和其他敏感器件。很典型的逆變器電流檢測部分，對電流檢測的要求都是需要有高隔離電壓等級，才能實現(xiàn)高邊電流采樣并快速關(guān)斷。

對設(shè)備的預(yù)測性維護也需要檢測電流并記錄，以大量電流數(shù)據(jù)的記錄為基礎(chǔ)分析系統(tǒng)狀態(tài)，跟蹤能耗等級和改善預(yù)測性維護。

小結(jié)

電流檢測不僅在增強系統(tǒng)安全性能上提供了助力，還助推了電氣化高壓平臺和設(shè)備預(yù)測性維護的發(fā)展，更先進更高要求的應(yīng)用也推動著電流檢測技術(shù)的升級。在高壓自動化系統(tǒng)、功率系統(tǒng)以及分布式傳感領(lǐng)域，電流檢測技術(shù)的升級不僅提供了高精度的電流測量，也大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性，對整個系統(tǒng)效率的提升大有意義。