监测正电源的电流时，通常使用高边检流放大器。然而，对于isdn、电信电源，通常需要一个工作在负电源的检流放大器。本文介绍了一种采用max4460单电源仪表放大器设计负压检流放大器的方法。

　　图1所示电路提供了一种负电源电流检测的原理框图，利用max4460或max4208仪表放大器，配合一些分立元件实现。
齐纳二极管d1在保证仪表放大器具有足够的供电电压的前提下为其提供过压保护。被监测电流通过检流电阻rsense流入负电源。仪表放大器必需采用单电源供电并具有地电位检测能力。

　　max4460的输出提供mosfet m1的栅极驱动，负反馈环路确保电阻r3两端的电压等于rsense两端的电压vsense。相应地，由r3建立与负载电流成正比的电流：
　　iout = (iload × rsense)/r3 = vsense/r3 (1)

　　r2的选择需保证输出电压在后级电路(通常是adc所要求的电压范围内。漏源击穿电压需要高于两个电源电压的和(这里为+125v)。如果adc不是高阻输入，则在输出vout端需要加一个额外的缓冲放大器。如果在故障情况下，检测电流上升到额定值以上，输入电压变成负值。二极管d2可以将输出端的负压限制到一个二极管的压降，为后级adc提供保护。

　　上述设计可以很容易地用于高压、负电源的电流检测。选择-120v作为负电源，按照以下步骤设计，即可获得不同电源电压下的电流检测放大器。

　　给齐纳管提供一个偏压，使其工作在传输特性上动态电阻较低的工作点(例如，在其进入反向击穿的区域)，这样可以消除psrr误差。齐纳电压在靠近击穿电压的位置不是很稳定。通常将偏置点设置在额定功率规定的最大电流的25%。这个偏置点具有较低的动态电阻，而且不会消耗很大功率。按照下式选择电阻r1，使电路工作在所要求的偏置点。

　　ir1 = ( vcc + |vneg| - vz )/r1 = is + iz (2)

　　其中：vcc是正电源电压，vz是齐纳管稳定电压，|vneg|是负电源电压绝对值，is是max4460的电源电流，iz是流过齐纳管的电流。

　　r1必须具有适当的额定功率，能够承受两端的高压。也可以利用串、并组合降低对电阻额定功率得要求。

　　选择n沟道mosfet或jfet时，需保证漏源之间的额定击穿电压大于|vneg| + vcc。这一点对于负压较高的情况非常重要。

　　选择rsense时，需保证满量程电压，rsense两端的检测电压，小于等于100mv。

　　r3的选择比较灵活，主要受以下2个条件的影响：
　　(1)r3减小时，从式1可以看出，对于固定增益，功耗将增大。
　　(2)fet的热噪声和漏电流决定了选择r3的上限。

　　选择r2和r3的电阻比等于检流放大器的电压增益，输出电压为：
　　vout = vcc - iout × r2 (3)

　　从式1和式3可以得到：
　　vout=vcc-(vsense×r2/r3)
　　对于vsense：
　　电压增益，av = -r2/r3 (4)

　　负号表示输出电压与输入检测电压是反相关系。从式4可以求解得出r2。

　　图4给出了输出电压与检测电压的对应关系。以下典型参数用于检流放大器的推导：
　　输入失调电压 = (5 - 4.9831)/49.942= 338mv
　　增益= -49.942

　　本文介绍了用精密仪表放大器max4460实现负电源电流检测的方案。可以根据上述设计步骤重新设计电路，用于监测不同的负压电源。


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　　监测正电源的电流时，通常使用高边检流放大器。然而，对于isdn、电信电源，通常需要一个工作在负电源的检流放大器。本文介绍了一种采用max4460单电源仪表放大器设计负压检流放大器的方法。

　　图1所示电路提供了一种负电源电流检测的原理框图，利用max4460或max4208仪表放大器，配合一些分立元件实现。
齐纳二极管d1在保证仪表放大器具有足够的供电电压的前提下为其提供过压保护。被监测电流通过检流电阻rsense流入负电源。仪表放大器必需采用单电源供电并具有地电位检测能力。

　　max4460的输出提供mosfet m1的栅极驱动，负反馈环路确保电阻r3两端的电压等于rsense两端的电压vsense。相应地，由r3建立与负载电流成正比的电流：
　　iout = (iload × rsense)/r3 = vsense/r3 (1)

　　r2的选择需保证输出电压在后级电路(通常是adc所要求的电压范围内。漏源击穿电压需要高于两个电源电压的和(这里为+125v)。如果adc不是高阻输入，则在输出vout端需要加一个额外的缓冲放大器。如果在故障情况下，检测电流上升到额定值以上，输入电压变成负值。二极管d2可以将输出端的负压限制到一个二极管的压降，为后级adc提供保护。

　　上述设计可以很容易地用于高压、负电源的电流检测。选择-120v作为负电源，按照以下步骤设计，即可获得不同电源电压下的电流检测放大器。

　　给齐纳管提供一个偏压，使其工作在传输特性上动态电阻较低的工作点(例如，在其进入反向击穿的区域)，这样可以消除psrr误差。齐纳电压在靠近击穿电压的位置不是很稳定。通常将偏置点设置在额定功率规定的最大电流的25%。这个偏置点具有较低的动态电阻，而且不会消耗很大功率。按照下式选择电阻r1，使电路工作在所要求的偏置点。

　　ir1 = ( vcc + |vneg| - vz )/r1 = is + iz (2)

　　其中：vcc是正电源电压，vz是齐纳管稳定电压，|vneg|是负电源电压绝对值，is是max4460的电源电流，iz是流过齐纳管的电流。

　　r1必须具有适当的额定功率，能够承受两端的高压。也可以利用串、并组合降低对电阻额定功率得要求。

　　选择n沟道mosfet或jfet时，需保证漏源之间的额定击穿电压大于|vneg| + vcc。这一点对于负压较高的情况非常重要。

　　选择rsense时，需保证满量程电压，rsense两端的检测电压，小于等于100mv。

　　r3的选择比较灵活，主要受以下2个条件的影响：
　　(1)r3减小时，从式1可以看出，对于固定增益，功耗将增大。
　　(2)fet的热噪声和漏电流决定了选择r3的上限。

　　选择r2和r3的电阻比等于检流放大器的电压增益，输出电压为：
　　vout = vcc - iout × r2 (3)

　　从式1和式3可以得到：
　　vout=vcc-(vsense×r2/r3)
　　对于vsense：
　　电压增益，av = -r2/r3 (4)

　　负号表示输出电压与输入检测电压是反相关系。从式4可以求解得出r2。

　　图4给出了输出电压与检测电压的对应关系。以下典型参数用于检流放大器的推导：
　　输入失调电压 = (5 - 4.9831)/49.942= 338mv
　　增益= -49.942

　　本文介绍了用精密仪表放大器max4460实现负电源电流检测的方案。可以根据上述设计步骤重新设计电路，用于监测不同的负压电源。


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