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電流檢測電路 電流檢測電路的應用

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年03月26日  

1.簡介


關于大部分應用,都是通過感測電阻兩端的壓降測量電流。


一般使用電流通過時的壓降為數十mV~數百mV的電阻值,電流檢測用低電阻器使用數Ω以下的較小電阻值;檢測數十A的大電流時要數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,而小電流是通過數百mΩ~數Ω的較大電阻值進行檢測。


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


兩種測量方法各有利弊,低邊電阻在接地通路中新增了不希望的額外阻抗;采用高邊電阻的電路必須承受相對較大的共模信號。低側電流測量的優點之一是共模電壓,即測量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設計應用電路,也便于選擇適合這種測量的器件。低側電流感測電路測得的電壓接近于地,在處理非常高的電壓時、或者在電源電壓可能易于出現尖峰或浪涌的應用中,優先選擇這種方法測量電流。由于低側電流感測能夠抗高壓尖峰干擾,并能監測高壓系統中的電流。


2.檢測電路


2.1低端檢測


低側電流感測的重要缺點是采用電源接地端和負載、系統接地端時,感測電阻兩端的壓降會有所不同。假如其他電路以電源接地端為基準,可能會出現問題。為最大限度地避免此問題,存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準,降低電流感測電阻值有助于盡量減小接地漂。


如上圖,假如圖中運放的GND引腳以RSENSE的正端為基準,那么其共模輸入范圍必須覆蓋至零以下,也就是GND-(RSENSE×ILOAD)。Rsensor將地(GND)隔開了。


2.2高側檢測


隨著大量包含高精度放大器和精密匹配電阻的IC的推出,在高邊電流測量中使用差分放大器變得非常方便。高邊檢測帶動了電流檢測IC的發展,降低了由分立器件帶來的參數變化、器件數目太多等問題,集成電路方便了我們使用。下圖為一種高邊檢測的IC方案:


2.3j檢測電路連出方式


對電流通過電阻器時的壓降進行檢測,要從電阻器的兩端引出用于檢測電壓的圖案。電壓檢側連接如下圖(2)所示,建議從電阻器電極焊盤的內側中心引出。這是因為電路基板的銅箔圖案也具備微小的電阻值,要避免銅箔圖案的電阻值所造成的壓降的影響。假如按照下圖(1)所示,從電極焊盤的側面引出電壓檢測圖案,檢測對象將是低電阻器電阻值加上銅箔圖案電阻值的壓降,無法正確地檢測電流。


pCBLayout參考:


3.電流檢測電路的應用


電路檢測電路常用于:高壓短路保護、電機控制、DC/DC換流器、系統功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景


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