本應(yīng)用筆記介紹了如何使用電流檢測放大器，差分放大器和儀表放大器來測量智能手機(jī)，平板電腦，筆記本電腦和USB附件中的電池充電和放電電流。它比較了高端電流檢測放大器和低端差分放大器，并推薦了電流檢測電阻的選擇標(biāo)準(zhǔn)。描述了一種高壓斷路器，其由于故障和短路而提供系統(tǒng)過電流保護(hù)。包括用于可變線性電流源和可編程0-5A電流源的應(yīng)用電路。

電流測量（即監(jiān)視流入和流出電子電路的電流）對于設(shè)計人員來說是一項必不可少的技能，并且在廣泛的應(yīng)用中必不可少。應(yīng)用示例包括過流保護(hù)，4-20mA系統(tǒng)，電池充電器，高亮度LED控制，GSM基站電源和H橋電機(jī)控制，您必須了解這些電流流入/流出可充電電池的比率（即儀表功能）。

隨著越來越多的應(yīng)用變得可移植，對專用電流監(jiān)控器的需求不斷增加，這些電流監(jiān)控器以小封裝且低靜態(tài)電流來完成其任務(wù)。以下討論涵蓋了低端和高端電流監(jiān)控器，并包括其架構(gòu)和應(yīng)用。

高側(cè)或低側(cè)顯示器？

大多數(shù)電流測量應(yīng)用采用低端原理（其中感測電阻器與接地路徑串聯(lián)連接）（圖1）或高端原理中（其與熱線串聯(lián)連接）（圖2） ）。這兩種方法在不同領(lǐng)域之間進(jìn)行了權(quán)衡。低端電阻器在接地路徑中增加了不希望的外部電阻。但是，與高端電阻器相關(guān)的電路必須應(yīng)對相對較大的共模信號。此外，如果圖1中的運(yùn)算放大器的GND引腳指向RSENSE的正側(cè)，則其共模輸入范圍必須延伸至零以下，即至GND –（RSENSE×ILOAD）。

但是，不要讓低端測量電路的簡單性導(dǎo)致您忽略高端方法的優(yōu)點。各種故障可能會繞過低壓側(cè)監(jiān)視器，從而使負(fù)載承受危險且無法檢測到的壓力（圖3）。請注意，將監(jiān)視通過路徑A連接的負(fù)載，但是通過路徑B的意外連接會繞過監(jiān)視器。另一方面，直接連接到電源的高端監(jiān)控器可以檢測任何下游故障并觸發(fā)適當(dāng)?shù)募m正措施。高端監(jiān)控器也非常適合將底盤用作地電位的汽車應(yīng)用。

傳統(tǒng)的高端監(jiān)視器

以前，這兩種方法的許多實現(xiàn)都是基于分立組件或半分立電路的。以最簡單的形式，這種高端監(jiān)視器需要一個精密運(yùn)算放大器和幾個精密電阻器。高端測量的一種常用方法是使用經(jīng)典差分放大器，該差分放大器用作增益放大器和從高端到地的電平轉(zhuǎn)換器（圖4）。盡管這種分立電路得到了廣泛的應(yīng)用，但它具有三個主要缺點：

輸入電阻（等于R1）較低。

輸入通常在輸入電阻上表現(xiàn)出很大的差異。

電阻必須非常匹配才能獲得可接受的共模抑制比（CMRR）：任何電阻值的0.01％偏差都會將CMRR降低到86dB，0.1％偏差會將其降低到66dB，1％偏差將降低到46分貝。

為此，高端電流監(jiān)控迫使開發(fā)了許多新的集成電路。另一方面，低壓側(cè)測量并沒有推動許多有趣的新型IC的發(fā)展。

編輯：hfy