分流監(jiān)視器是一種儀表放大器，用于檢測(cè)系統(tǒng)中分流電阻器上的電流，并將其轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào)輸出，以觸發(fā)開關(guān)設(shè)備，如繼電器、晶體管或 SCR。

開關(guān)器件用于切斷或關(guān)斷分流電阻器兩端電流上升的原因，從而確保對(duì)被檢測(cè)放大器監(jiān)控的器件的保護(hù)。

為什么我們需要電流檢測(cè)以及在哪里可以使用分流監(jiān)視器：

DC-DC 轉(zhuǎn)換器和低壓差 （LDO） 穩(wěn)壓器中的電源管理

筆記本電腦、平板電腦和其他通信設(shè)備。

電動(dòng)汽車

電池充電器用于監(jiān)控充電和放電。

調(diào)整電路中正確的電磁閥定位

監(jiān)控電機(jī)的功率要求并控制電機(jī)控制系統(tǒng)中的速度。

檢測(cè)電流以保護(hù)系統(tǒng)中異常突然的電流浪涌，這可能會(huì)損壞系統(tǒng)。

感應(yīng)電流并通過功率計(jì)測(cè)量功率。

無(wú)論您是業(yè)余愛好者、電工、學(xué)生還是專業(yè)工程師，安森美半導(dǎo)體的“NCS21xR和NCV21xR”IC系列都是您的最佳解決方案。

這些是電壓輸出和分流監(jiān)視器，可以監(jiān)視分流電阻器兩端的電壓。

無(wú)論電源如何，NCS21運(yùn)算放大器都可以在共模下測(cè)量-0.3至26V的電壓。要測(cè)量或檢測(cè)電路中的電流，您有兩種選擇：

低邊檢測(cè)是最簡(jiǎn)單且便宜的技術(shù)，您可以連接簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器。

電流檢測(cè)電路可以連接在負(fù)載和接地之間。在分立式運(yùn)算放大器（Op Amp）中，將分流器與地連接可能會(huì)引入噪聲，但此問題在NCS21xR中已解決。

在高壓側(cè)電流檢測(cè)中，監(jiān)控電路應(yīng)連接在電源和負(fù)載之間。

NCS21xR IC對(duì)于檢測(cè)來(lái)自高端和低壓側(cè)技術(shù)的電流非常有幫助。

NCS21xR IC系列是高靈敏度分流監(jiān)控器，可用于精確的電流檢測(cè)應(yīng)用。

突出特點(diǎn)：

NCS21xR 和 NCV IC 的一些主要特性如下：

工作電壓：+2.2V至+26V

工作溫度范圍非常多樣化（-40°C 至 +125°C）

電流消耗 40μA 至 80μA 最適合電池供電設(shè)備（傳感器、筆記本電腦等）的IC

良好的軌到軌輸出（RRO）動(dòng)態(tài)范圍，使放大器能夠處理信號(hào)。

低失調(diào)漂移 （0.5 μ V/°C） 使其成為各種精密和便攜式應(yīng)用的理想選擇。

輸入端需要非常低的失調(diào)電壓±35 μ V，使輸出為0。

PIN功能和配置：

NCS21xR 和 NVC21xR IC 提供兩種配置封裝，SC70-6 和 UQFN10，如圖所示。

IN- 和 IN+ 引腳將連接在電路中的分流電阻器上。Vs 和 GND 引腳用于為 IC 供電以便工作。

OUT引腳指定用于放大器的輸出信號(hào)。

REF引腳在單向操作中應(yīng)與地連接，在雙向操作中，REF應(yīng)與電壓基準(zhǔn)電路連接。

如何選擇分流電阻器：

分流電阻器的選擇是獲得精確電流測(cè)量的關(guān)鍵因素。

電流測(cè)量的精度取決于分流電阻器的尺寸和值。

如果選擇較大的電阻值，則可以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，但較大的電阻可能會(huì)引入電流損耗。

制造商建議使用四端子電阻器。

它將提供2個(gè)用于電路中電流路徑的端子和兩個(gè)用于放大器檢測(cè)的電壓檢測(cè)路徑的端子。

單向操作：

在單向操作中，電流僅沿一個(gè)方向流動(dòng)，如電源和負(fù)載電流監(jiān)控電路。要連接NCS21以進(jìn)行單向操作，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟：

將分流電阻和負(fù)載電源連接到IC的差分輸入引腳。

將 REF 引腳接地。

通過Vs和GND引腳為IC供電。IC可以由單獨(dú)的電源或負(fù)載的相同電源供電。

如果要檢測(cè)負(fù)載電源上的短路電流，請(qǐng)使用IC的單獨(dú)電源。

產(chǎn)出1：如果REF引腳接地，并且沒有電流通過分流電阻，則NCS21xR的輸出將在50mV以內(nèi)。

產(chǎn)出2：當(dāng)有電流通過分流電阻時(shí)，輸出將高達(dá)施加電源電壓VS的200mV。

雙向操作：

在雙向分流監(jiān)視器中，電路工作在負(fù)共模電壓和正共模電壓。

雙向分流監(jiān)控電路用于電池充電系統(tǒng)，以檢測(cè)兩個(gè)方向（充電和放電期間）的電流。

雙向操作中的輸出在負(fù)電壓和正電壓之間變化，圍繞施加在REF引腳的偏置電壓。對(duì)于雙向操作，NCDS21xR 的引腳應(yīng)按如下方式連接：

將分流電阻和負(fù)載電源連接到IC的差分輸入引腳（IN和IN+）

電壓基準(zhǔn)電路應(yīng)接REF引腳，電路必須為低阻抗。

REF 引腳可以串聯(lián)或并聯(lián)至基準(zhǔn)電壓源或直接連接到任何電壓電源。

通過Vs和GND引腳為IC供電。

輸出：如果電壓超過REF引腳上的電壓（Vs+0.3V），則它將正向偏置連接在引腳REF和Vs之間的二極管。

輸入和輸出的過濾：

輸入和輸出信號(hào)的濾波對(duì)于通信設(shè)備和電路非常重要。

在高端檢測(cè)期間，共模電壓下的輸入差分信號(hào)可以放大。

這些器件可能會(huì)在分流器上以非常高的水平放大小電壓和噪聲，這可能會(huì)導(dǎo)致電流測(cè)量誤差。

為了提高測(cè)量精度，有必要過濾電流檢測(cè)的輸入路徑。

濾波器的實(shí)現(xiàn)可以通過添加濾波電阻來(lái)完成，如圖所示。

濾波電阻選擇錯(cuò)誤可能導(dǎo)致增益不準(zhǔn)確。建議輸入電阻值應(yīng)小于或等于10Ω。

可以添加一個(gè)電容器以匹配分流電阻器的時(shí)間常數(shù)。為了濾除高頻噪聲，應(yīng)將電容器的值增加到提供所需濾波的值。

瞬態(tài)超過 30 伏：

NCS21xR 能夠?yàn)樗矐B(tài)共模電壓超過 30 V 的應(yīng)用設(shè)計(jì)電路。

齊納二極管或瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管可以與10Ω的外部輸入電阻一起放置。您有兩種選擇來(lái)修復(fù)二極管：

選項(xiàng)一：固定一個(gè)TVS二極管，放大器上有兩個(gè)二極管，如下圖所示綠色突出顯示：

選項(xiàng) 2：添加到 TVS 二極管，如下圖所示突出顯示的藍(lán)色

關(guān)閉NCS21xR：

邏輯柵極或MOSFET功率開關(guān)或晶體管鎖存器可以使用NCS21xR的OUT引腳進(jìn)行配置，以關(guān)閉IC的電源，并保護(hù)相關(guān)電路免受檢測(cè)到的過流情況的影響。