作者：maxim公司gert n.helles 来源：《电子产品世界》

     摘要：本文介绍低端、高端检流电路的结构和它们的应用。

    

    

     关键词：电流检测 限流

     电流测量技术具有极为广泛的应用，许多系统中都需要检测流入、流出电流的大小。例如，电流保护/电流监测设备、4-20ma电流环系统、可编程电流源、线性/开关模式电源、以及需要掌握流入流出电流比例的充电器或电池电量计量器。由于很多应用是便携式的，因此电流检测电路还必须具有小体积、低功耗的特性。

    

    

    

     高端/低端检流电路

    

    

    

     低端检流电路的检流电阻串联到地(图1），而高端检流电路的检流电阻是串联到高电压端(图2）。两种方法各有特点：低端检流方式在地线回路中增加了额外的电阻，高端检流方式则要处理较大的共模信号。

    

    

    

     图1所示的低端检流运放以地电平作为参考电平，检流电阻接在正相端。 运放的输入信号中的共模信号范围为：(gnd-rsense*iload）。尽管低端检流电路比较简单，但有几种故障状态是低端检流电路检测不到的，这会使负载处于危险的情况，利用高端检流电路则可解决这些问题。

    

    

    

     高端检流电路直接连到电源端，能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施，特别适合于自动控制应用领域，因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。

    

    

    

     传统高端检流电路

    

    

    

     传统的高端/低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容，最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(图3）：

    

    

    

     vo=irs*rs；r1=r2=r3=r4

    

    

    

    

     该方案已广泛应用于实际系统中，但该电路存在三个主要缺点：

    

    

    

     1）输入电阻相对较低，等于r1；

    

    

    

     2）输入端的输入电阻一般有较大的误差值；

    

    

    

     3）要求电阻的匹配度要高，以保证可接受的cmrr。任何一个电阻产生1%变化就会使cmrr降低到46db；0.1%的变化使cmrr达到66db，0.01%的变化使cmrr达到86db。高端电流检测需要较高的测量技巧，这促进了高端检流集成电路的发展。而低端电流检测技术似乎并没有相应的进展。

    

    

    

     采用集成差分运放实现高端电流检测

    

    

    

     采用差分运放进行高端电流检测的电路更便于使用，因为近期推出了许多种集成电路解决方案。集成电路内部包括一个精密运放和匹配度很好的电阻，cmrr高达105db左右