中心議題：

• 高端/低端電流檢測電路及原理簡介
• 傳統高端檢流電路及原理簡介
• 選擇檢流電阻的注意事項

解決方案：

• 采用集成差分運放實現高端電流檢測

高端/低端檢流電路
　　
低端檢流電路的檢流電阻串聯到地(圖1），而高端檢流電路的檢流電阻是串聯到高電壓端(圖2）。兩種方法各有特點：低端檢流方式在地線回路中增加了額外的電阻
，高端檢流方式則要處理較大的共模信號。
　　
圖1所示的低端檢流運放以地電平作為參考電平，檢流電阻接在正相端。運放的輸入信號中的共模信號範圍為：(GNDRSENSE*ILOAD）。盡(jin)管(guan)低(di)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)
，但(dan)有(you)幾(ji)種(zhong)故(gu)障(zhang)狀(zhuang)態(tai)是(shi)低(di)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)檢(jian)測(ce)不(bu)到(dao)的(de)
，這(zhe)會(hui)使(shi)負(fu)載(zai)處(chu)於(yu)危(wei)險(xian)的(de)情(qing)況(kuang)，利(li)用(yong)高(gao)端(duan)檢(jian)流(liu)電(dian)路(lu)則(ze)可(ke)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)。
　　
高gao端duan檢jian流liu電dian路lu直zhi接jie連lian到dao電dian源yuan端duan，能neng夠gou檢jian測ce到dao後hou續xu回hui路lu的de任ren何he故gu障zhang並bing采cai取qu相xiang應ying的de保bao護hu措cuo施shi，特te別bie適shi合he於yu自zi動dong控kong製zhi應ying用yong領ling域yu
，因yin為wei在zai這zhe些xie應ying用yong電dian路lu中zhong通tong常chang采cai用yong機ji殼ke作zuo為wei參can考kao地di。


傳統高端檢流電路
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傳統的高端/低di端duan檢jian流liu方fang式shi有you多duo種zhong實shi現xian方fang案an
，絕jue大da多duo數shu基ji於yu分fen立li或huo半ban分fen立li元yuan件jian電dian路lu。高gao端duan檢jian流liu電dian路lu通tong常chang需xu要yao用yong一yi個ge精jing密mi運yun放fang和he一yi些xie精jing密mi電dian阻zu電dian容rong
，最zui常chang用yong的de高gao端duan檢jian流liu電dian路lu采cai用yong差cha分fen運yun放fang做zuo增zeng益yi放fang大da並bing將jiang信xin號hao電dian平ping從cong高gao端duan移yi位wei到dao參can考kao地di(圖3）：
　　VO=IRS*RS；R1=R2=R3=R4
　　
該方案已廣泛應用於實際係統中，但該電路存在三個主要缺點：
　　1）輸入電阻相對較低
，等於R1；
　　2）輸入端的輸入電阻一般有較大的誤差值；
　　3）要求電阻的匹配度要高，以保證可接受的CMRR。任何一個電阻產生1%變化就會使CMRR降低到46dB；0.1%的變化使CMRR達到66dB
，0.01%的變化使CMRR達到86dB。高端電流檢測需要較高的測量技巧

，這促進了高端檢流集成電路的發展。而低端電流檢測技術似乎並沒有相應的進展。


采用集成差分運放實現高端電流檢測
　　
采cai用yong差cha分fen運yun放fang進jin行xing高gao端duan電dian流liu檢jian測ce的de電dian路lu更geng便bian於yu使shi用yong，因yin為wei近jin期qi推tui出chu了le許xu多duo種zhong集ji成cheng電dian路lu解jie決jue方fang案an。集ji成cheng電dian路lu內nei部bu包bao括kuo一yi個ge精jing密mi運yun放fang和he匹pi配pei度du很hen好hao的de電dian阻zu，CMRR高達105dB左右。MAX4198/99就是這樣的產品
，它的CMRR為110dB，增益誤差優於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
，並提供與之成比例的、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製的應用
，如電源管理和電池充電控製
，都適合采用這種方案。
　　
MAXIM的de高gao端duan檢jian流liu運yun放fang中zhong所suo使shi用yong的de檢jian流liu電dian阻zu放fang置zhi在zai電dian源yuan的de高gao端duan和he被bei檢jian測ce電dian路lu的de電dian源yuan輸shu入ru端duan之zhi間jian，檢jian流liu電dian阻zu放fang在zai高gao端duan不bu給gei地di線xian回hui路lu增zeng加jia額e外wai阻zu抗kang，這zhe項xiang技ji術shu提ti高gao了le整zheng個ge電dian路lu的de性xing能neng並bing簡jian化hua了le布bu版ban要yao求qiu。
　　
MAXIM推出了一係列雙向或單向電流檢測IC

，有些雙向電流檢測IC內置檢流電阻，可檢測流入或流出被檢電路的電流大小並通過一個極性指示引腳顯示電流方向。增益可調的電流檢測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用。圖4是用MAX4173構成的高端電流檢測電路。[page]


圖中輸出電壓與檢流電阻的關係式為：
　　
Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b為鏡像電流係數
　　
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應根據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的數值降低。為了減少電壓損耗，應選用小阻值的檢流電阻。
　　
2、精度：較jiao大da的de檢jian流liu電dian阻zu可ke以yi獲huo得de更geng高gao的de小xiao電dian流liu的de測ce量liang精jing度du。這zhe是shi因yin為wei檢jian流liu電dian阻zu上shang的de電dian壓ya越yue大da，運yun放fang的de失shi調tiao電dian壓ya和he輸shu入ru偏pian置zhi電dian流liu的de影ying響xiang就jiu相xiang對dui越yue小xiao。