常用的電流檢測電路有兩種，一種是低壓側(cè)電流檢測，另一種是高壓側(cè)電流檢測。

實(shí)現(xiàn)方法：

兩種電流檢測電路工作原理一致，都是將采集到的電流以電壓的形式呈現(xiàn)，對電壓信號進(jìn)行放大，送入ADC處理。最后知道了電壓就能推算出電流的大小。

對于大部分應(yīng)用，都是通過感測電阻兩端的壓降測量電流。電路檢測電路常用于：高壓短路保護(hù)、電機(jī)控制、DC/DC換流器、系統(tǒng)功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。

一般使用電流通過時(shí)的壓降為數(shù)十mV～數(shù)百mV的電阻值，電流檢測用低電阻器使用數(shù)Ω以下的較小電阻值；檢測數(shù)十A的大電流時(shí)需要數(shù)mΩ的極小電阻值，因此，以小電阻值見長的金屬板型和金屬箔型低電阻器比較常用，而小電流是通過數(shù)百mΩ～數(shù)Ω的較大電阻值進(jìn)行檢測。

測量電流時(shí)，通常會將電阻放在電路中的兩個(gè)位置。第一個(gè)位置是放在電源與負(fù)載之間。這種測量方法稱為高側(cè)感測。通常放置感測電阻的第二個(gè)位置是放在負(fù)載和接地端之間。這種電流感測方法稱為低側(cè)電流感測。

電流檢測電路設(shè)計(jì)方案(一)

低端檢流電路的檢流電阻串聯(lián)到地，而高端檢流電路的檢流電阻是串聯(lián)到高電壓端。兩種方法各有特點(diǎn)：

低端檢流方式在地線回路中增加了額外的線繞電阻。

高端檢流方式則要處理較大的共模信號。

低壓側(cè)電流檢測

優(yōu)點(diǎn)：

1、低壓側(cè)電流檢測容易實(shí)現(xiàn)

2、采樣電阻兩端檢測電壓以地為參考，對運(yùn)放比較友好，運(yùn)放輸入端不需要很高的共模電壓。

缺點(diǎn)：

1、由于采樣電阻Rs放置在接地端，負(fù)載不再以地為參考。導(dǎo)致負(fù)載低壓側(cè)高于接地電壓幾mV.如果負(fù)載和地存在短路，采樣電阻可能無法檢測到此類短路。

2、當(dāng)有大電流經(jīng)過時(shí)，接地點(diǎn)和另一個(gè)接地點(diǎn)很容易有mV級的電勢差，這樣會導(dǎo)致測得采樣電阻兩端的電壓會不準(zhǔn)。為了消除此誤差源，ADC 的接地參考引腳必須靠近采樣電阻的低壓側(cè)和電流檢測放大器的低壓側(cè)輸入端。

高壓側(cè)電流電測

優(yōu)點(diǎn)：

1、容易檢測負(fù)載內(nèi)部是否對地短路。

2、不需要參考接地，大電流流過接地平面產(chǎn)生的壓差不會影響測量。

缺點(diǎn)：

1、要求運(yùn)放具有高共模電壓，該共模電壓可能非常大，需要達(dá)到幾十V的共模范圍。

(二)電流檢測電路設(shè)計(jì)方案

傳統(tǒng)的高端/低端檢流方式有多種實(shí)現(xiàn)方案，絕大多數(shù)基于分立或半分立元件電路。高端檢流電路通常需要用一個(gè)精密運(yùn)放和一些精密電阻電容，最常用的高端檢流電路采用差分運(yùn)放做增益放大并將信號電平從高端移位到參考地(如圖)：

要求電阻的匹配度要高，以保證可接受的CMRR。任何一個(gè)電阻產(chǎn)生1%變化就會使CMRR降低到46dB；0.1%的變化使CMRR達(dá)到66dB，0.01%的變化使CMRR達(dá)到86dB。高端電流檢測需要較高的測量技巧，這促進(jìn)了高端檢流集成電路的發(fā)展。而低端電流檢測技術(shù)似乎并沒有相應(yīng)的進(jìn)展。

（三）按需選擇

兩種電流檢測電路各有優(yōu)劣，根據(jù)使用場景可進(jìn)行選擇，如果對電流測量精度不高可以選用低壓側(cè)電流檢測電路，如果對電流精度要求較高，可以選用高壓側(cè)電流檢測電路。

FP135電流檢測芯片PCB圖：

審核編輯 黃宇