采用集成差分運放實現(xiàn)高端電流檢測

　　采用差分運放進行高端電流檢測的電路更便于使用，因為近期推出了許多種集成電路解決方案。集成電路內(nèi)部包括一個精密運放和匹配度很好的電阻，CMRR高達105dB左右。MAX4198/99就是這樣的產(chǎn)品，它的CMRR為110dB，增益誤差優(yōu)于0.01%，而且采用小體積的8引腳mMAX封裝。

　　專用高端檢流電路內(nèi)部包含了完成高端電流檢測的所有功能單元，可在高達32V的共模電壓下檢測高端電流，并提供與之成比例的、以地電平為參考點的電流輸出。需要對電流做精確測量和控制的應(yīng)用，如電源管理和電池充電控制，都適合采用這種方案。

　　MAXIM的高端檢流運放中所使用的檢流電阻放置在電源的高端和被檢測電路的電源輸入端之間，檢流電阻放在高端不給地線回路增加額外阻抗，這項技術(shù)提高了整個電路的性能并簡化了布版要求。

　　MAXIM推出了一系列雙向或單向電流檢測IC，有些雙向電流檢測IC內(nèi)置檢流電阻，可檢測流入或流出被檢電路的電流大小并通過一個極性指示引腳顯示電流方向。增益可調(diào)的電流檢測IC、固定增益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）電流檢測芯片或包括單雙比較器的固定增益電流檢測IC，都采用小體積封裝，如SOT23，可滿足對尺寸要求苛刻的應(yīng)用。圖4是用MAX4173構(gòu)成的高端電流檢測電路。

　　圖中輸出電壓與檢流電阻的關(guān)系式為：

　　Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b為鏡像電流系數(shù)

　　上式可進一步簡化為:Vo=Gain*Rsense*Iload;Gain=b*RGD/RG1
Gain分別為：20(MAX4173T)，50(MAX4173F)，100(MAX4173H).

　　通過以上計算公式可看出，CMRR由內(nèi)部集成檢流電路的工藝決定(典型值>90dB），不再受外部電阻的影響。

　　采用集成檢流電路有以下優(yōu)點：

1、器件的一致性好
2、極好的溫漂特性
3、體積小
4、低功耗
5、使用方便

　　選擇檢流電阻的注意事項

　　檢流電阻RSENSE應(yīng)根據(jù)以下幾條原則進行選擇：

　　1、電壓損耗：檢流電阻阻值過大會引起電源電壓以IR的數(shù)值降低。為了減少電壓損耗，應(yīng)選用小阻值的檢流電阻。

　　2、精度：較大的檢流電阻可以獲得更高的小電流的測量精度。這是因為檢流電阻上的電壓越大，運放的失調(diào)電壓和輸入偏置電流的影響就相對越小。

　　3、效率和功耗：當電流較大時，RSENSE上的功耗I2R就不能忽略。在考慮檢流電阻和功耗時，需要注意這一點。如果允許檢流電阻發(fā)熱，則電阻阻值可大一些。

　　4、電感：如果ISENSE包含大量高頻成分，則檢流電阻的電感量要很小。線繞電阻的電感最大，金屬膜電阻比較好。

　　5、成本：如果合適的檢流電阻的價格太高，則可采用另一種替代方案(圖5）。它采用電路板的印制線作為檢流電阻。由于印制板銅線“電阻”并不精確，電路里需要一個電位器調(diào)節(jié)滿量程電流值。另外，銅線的溫漂較大(大約為0.4%/℃），在寬溫度范圍下工作的系統(tǒng)需要考慮這一點。