MAX4080/MAX4081：76V高壓側電流檢測放大器的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，準確監(jiān)測電流是許多系統(tǒng)設計的關鍵環(huán)節(jié)，尤其是在電信、汽車和背板等需要高壓電流監(jiān)測的系統(tǒng)中。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的兩款高性能電流檢測放大器——MAX4080和MAX4081。

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產品概述

MAX4080和MAX4081是高壓側電流檢測放大器，輸入電壓范圍從4.5V到76V，這一特性使它們非常適合各種高壓系統(tǒng)。其中，MAX4080適用于單向電流檢測應用，而MAX4081則支持雙向電流檢測。

產品特性

寬輸入電壓范圍

其76V的輸入電壓范圍獨立適用于電源電壓（VCC）和共模輸入電壓（VRS+），這種設計使得高壓側電流監(jiān)測不會干擾被測負載的接地路徑，大大增強了其在高壓系統(tǒng)中的實用性。

高精度與低靜態(tài)電流

這兩款放大器具有±0.1%的滿量程精度和低至100μV的輸入失調電壓，同時僅消耗75μA的電源電流，能夠滿足高精度應用的要求。

多種增益版本

提供三種增益版本（5V/V、20V/V、60V/V），用戶可以通過選擇不同的增益版本和外部檢測電阻來設置滿量程電流讀數和相應的輸出電壓，具有很高的靈活性。

靈活的電流檢測

MAX4081支持雙向電流檢測，其單個輸出引腳可連續(xù)監(jiān)測充電到放電的轉換過程，無需單獨的極性輸出。同時，它需要一個外部參考來設置零電流輸出電平。

節(jié)省空間的封裝

采用8引腳μMAX或SO封裝，在保證性能的同時，有效節(jié)省了電路板空間。

應用領域

• 汽車領域：適用于12V、24V或42V電池系統(tǒng)。
• 電信與背板：可用于48V電信和背板電流測量。
• 電機控制：支持雙向電機控制。
• 電源管理：在電源管理系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
• 光電二極管監(jiān)測：可用于雪崩光電二極管和PIN二極管的電流監(jiān)測。
• 通用系統(tǒng)：可進行通用系統(tǒng)/板級電流檢測。

電氣特性

絕對最大額定值

對各引腳的電壓和電流都有明確的限制，如VCC到GND的電壓范圍為 -0.3V到 +80V，RS+、RS - 到GND的電壓范圍同樣為 -0.3V到 +80V等。在設計時，必須嚴格遵守這些限制，以避免器件損壞。

直流和交流電氣特性

詳細規(guī)定了各種參數，如增益精度、輸入失調電壓、共模抑制比和電源抑制比等。這些參數在不同的溫度和工作條件下都有相應的保證值，為工程師的設計提供了可靠的依據。

典型工作特性

文檔中給出了多個典型工作特性曲線，包括輸入失調電壓與溫度的關系、增益精度與溫度的關系、電源抑制比與頻率的關系等。通過這些曲線，工程師可以直觀地了解器件在不同條件下的性能表現，從而更好地進行電路設計和優(yōu)化。

引腳說明

工作原理

MAX4080

電流從源端流經外部檢測電阻RSENSE產生檢測電壓VSENSE，內部檢測放大器通過一系列電路將檢測電壓放大并輸出。其總增益根據不同的版本（F、T、S）分別為5V/V、20V/V、60V/V。

MAX4081

輸入級拓撲允許監(jiān)測通過檢測電阻的雙向電流。當電流從RS+流向RS - 時，內部電路會匹配外部檢測電阻上的電壓降，并將輸出信號電平轉換到參考電壓（VREF），輸出電壓根據檢測電壓的正負在參考電壓上下擺動。

應用信息

外部參考（MAX4081）

對于雙向的MAX4081，VOUT由REF1A和REF1B控制?？蓪EF1A和REF1B連接到低噪聲、穩(wěn)壓的電壓源以設置輸出參考電平，也可將REF1B接地，REF1A連接到電壓源。

推薦組件值

理想情況下，最大負載電流應在電流檢測電阻上產生滿量程檢測電壓。選擇合適的增益和檢測電阻值，以滿足應用所需的最大輸出電壓。同時，要確保檢測電阻能夠承受自身的I2R損耗，避免因過熱導致阻值漂移或損壞。

動態(tài)范圍考慮

由于MAX4081的輸出電壓范圍通常從REF到VCC較高，從REF到GND較低，因此在設計時需要考慮雙向監(jiān)測電流的動態(tài)范圍，選擇合適的電源電壓和參考電壓，以確保輸出擺動不會削波或超出范圍。

電源旁路和接地

大多數應用中，使用0.1μF的陶瓷電容將VCC旁路到GND。在某些情況下，可將VCC連接到電流監(jiān)測端子（RS+或RS - ），也可連接到單獨的穩(wěn)壓電源。若VCC會受到快速線路瞬變的影響，可在電源線上添加串聯(lián)電阻以減少輸出干擾。

電源管理

MAX4081的雙向功能使其非常適合用于智能電池組。它可以監(jiān)測電池的充電和放電電流，微控制器可以存儲這些信息，以便系統(tǒng)根據需要查詢電池狀態(tài)，做出電源管理決策。

總結

MAX4080和MAX4081以其寬輸入電壓范圍、高精度、低靜態(tài)電流和靈活的電流檢測功能，為高壓電流監(jiān)測應用提供了優(yōu)秀的解決方案。無論是在汽車、電信還是其他領域，這兩款放大器都能滿足工程師對高性能、高可靠性的需求。在實際設計中，工程師需要根據具體應用場景，合理選擇增益版本、檢測電阻和外部參考電壓，同時注意電源旁路、接地和動態(tài)范圍等問題，以充分發(fā)揮這兩款器件的優(yōu)勢。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。