電流檢測放大器

隨着過去傳統的“開環”系統被智能和高效率“閉環”設計所取代，準確的電流檢測在多種應用中變得越來越重要。實施電流測量的應用實例包括電動機扭矩、螺線管受力、led 密度、太陽能電池受光量以及電池電量。為了測量電流，直接將檢測電阻與電流串聯，用一個放大器隔離和放大這個電阻上的電壓 (vsense)。專門為完成這一任務而優化的新型放大器正在從汽車到工業、從通信到計算的很多應用中得到廣泛採用。

兩種常見的電流測量方法是高壓側和低壓側檢測。在這兩種情況中，都是在電流通路中放置一個小的檢測電阻，而電阻上的電壓可以用一個基於放大器的電路測量。在低壓側檢測中，檢測電阻放置在負載和地之間；而在高壓側檢測中，檢測電阻放置在正電源和負載之間。這兩種方法都有基本的系統權衡問題以及不同的電路要求。 　低壓側電流檢測的主要優點是放大器電源電壓可以相當低，輸入共模電壓範圍可以非常小。低壓側電流檢測要求，不存在可能使電流在檢測電阻周圍被分流或可能從鄰近電路引入電流的接地通路。如果機架構成了系統地，那麼也許插入這樣的檢測電阻是不實際的。而且，既然地線不是理想導體，那麼系統中不同位置的地電壓可能不同，因此必須使用差分放大器才能實現準確測量。低壓側檢測的最大問題是檢測電阻在真實系統地和負載端的“地”點之間引入了一個偏移電壓。這可能在系統中引起共模誤差，並給連接至其它要求同樣地電平的系統帶來問題。既然測量分辨率與 vsense 的值成正比提高，設計師就必須在“地噪聲”和提高分辨率之間進行權衡。中等大小的 100mv 滿標度 vsense 轉換成 100mv 注入地噪聲。 　通過在電源和負載之間放置電流檢測電阻可以避免地電平變化問題，這種方法稱為高壓側電流檢測。儘管它避免了上面列舉的在接地通路放置檢測電阻的問題，但是高壓側電流檢測存在其它難題。像低壓側電流檢測一樣，高壓側電流檢測電路用檢測電阻產生差分電壓，該電壓可以直接測量。不過，電阻上存在一個非零共模電壓。這種配置帶來的技術挑戰是，必須從電源共模電壓中分辨出小的差分檢測電壓。