电流检测的电路设计与选型——分流电阻法
创始人
2025-11-21 10:07:04
0

电流检测电路怎么设计和选型,本文就以此来分析几个常用电路方案和选型。

在电路中,电流信号不能被MCU直接处理,必须转换成电压信号才能送到ADC口,将模拟量转换为数字量之后,再进行运算。而电流传感器是就可以将电流转换为易于测量电压,且电压在测量路径中与电流成正比。

电流传感器多种多样,每种传感器都适用于特定的电流范围和环境条件,没有一种传感器适合所有应用。在大功率的电力电子应用中,隔离电流采样技术被经常用到。

最简单的电流采样,就是用检测电阻法。其原理是在电流路径中插入一个电阻,根据欧姆定律将电流以V =I×R的线性方式转换为电压。电阻两端在通过运放放大处理,就可以送到电路中。

电流检测电阻的主要优缺点如下:

优点: 低成本、高测量精度、可测量电流的范围从非常低到中等电流、能够测量直流或交流电。

缺点:将额外的电阻引入了测量电路路径,产生了不需要的负载效应(由P = I 2×R而产生功率损耗)。

当电流大时,电阻上损耗也就越大。 因此,电阻采样的方法一般用在中小电流数值时使用,很少有大电流应用使用电流检测电阻。

按照电阻放置的位置,又分为高侧感测低侧感测

高侧感测:即电阻放在电路中位置是放在电源负载之间。

低侧感测:即电阻放在电路中位置是放在负载接地端之间

低侧电流测量的优点之一是共模电压低,即测量输入端的平均电压接近于零。这样便于设计应用电路以及选择适合这种测量的器件(由于输入端的共模电压低,因此可使用差分放大器拓扑)。

由于电流感测电路测得的电压接近于地,因此在处理非常高的电压时、或者在电源电压可能易于出现尖峰或浪涌的应用中,优先选择这种方法测量电流。如汽车、工业和电信应用中。

其主要缺点是采用电源接地端和负载/系统接地端时,检测电阻两端的压降不同,且不能检测负载短路。如果其他路以电源接地端为基准,可能会出现问题。为避免此问题,存在交互的所有电路均应以同一接地端为基准。来降低电流感测电阻值有助于尽量减小接地漂移。

高侧电流测量则相反,其测量信号对地的共模电压高,这就要求运放必须承受极高的共模电压动态变化。这时使用隔离放大器而不是普通运放,来进行电流采样。

此时,需要一路隔离电源。将隔离电源的地,连接到高侧电阻一端,同时连接到隔离运放的供电地,这样,采样点对隔离运放就具有低的共模电压。

一个典型的电路如下,此电路用在电机驱动中,检测输出相电流。

下图为一种高侧检测的 IC 方案:

负载电流(IS)从电源流出,并在感测电阻(RS)处产生电压差(VIN+ - VIN-)。假设内部MOSFET漏电流与源电流(IO)相同,且VIP非常接近,则FP135传递函数为:

(VIN+ - VIN-)等于IS×RS,输出电压(OUT)等于IO x RL。本应用中高端点电流测量的最终传递函数为:

FP135电流检测芯片PCB图:

相关内容

浙江冠宇申请锂离子二次电池...
国家知识产权局信息显示,浙江冠宇电池有限公司申请一项名为“一种锂离...
2026-06-20 14:48:31
全国首台110千伏可调容量...
“一、二、三,停!” 6月17日,在上海市青浦区白鹤镇110千伏鹤...
2026-06-20 14:48:29
鹏芯微申请半导体结构的制作...
国家知识产权局信息显示,深圳市鹏芯微集成电路制造有限公司申请一项名...
2026-06-20 14:48:27
北京弘图半导体申请通道不平...
国家知识产权局信息显示,北京弘图半导体有限公司申请一项名为“通道不...
2026-06-20 14:48:25
晶合集成申请半导体缺陷智能...
国家知识产权局信息显示,合肥晶合集成电路股份有限公司申请一项名为“...
2026-06-20 14:48:22
量子芯云申请支持多层次混合...
国家知识产权局信息显示,量子芯云(北京)微电子科技有限公司申请一项...
2026-06-20 14:48:15
芯片股狂欢周!美股基金流入...
本周,芯片股再次成为了全球股市的焦点。 受益于美伊签署谅解备忘录,...
2026-06-20 14:48:11
小米平板9标准版曝光:高通...
IT之家 6 月 20 日消息,科技媒体 ximitime 昨日(...
2026-06-20 14:48:05

热门资讯

浙江冠宇申请锂离子二次电池专利... 国家知识产权局信息显示,浙江冠宇电池有限公司申请一项名为“一种锂离子二次电池”的专利,公开号CN12...
量子芯云申请支持多层次混合重构... 国家知识产权局信息显示,量子芯云(北京)微电子科技有限公司申请一项名为“一种支持多层次混合重构的晶圆...
芯片股狂欢周!美股基金流入创新... 本周,芯片股再次成为了全球股市的焦点。 受益于美伊签署谅解备忘录,霍尔木兹海峡恢复通航,缓解全球通胀...
青岛顺昕电子科技申请快速智能配... 国家知识产权局信息显示,青岛顺昕电子科技有限公司申请一项名为“快速智能配药系统”的专利,公开号CN1...
重庆北理芯研科技取得多值RRA... 国家知识产权局信息显示,重庆北理芯研科技有限公司取得一项名为“一种多值RRAM读写电路及其读写方法”...
紫光青藤申请集成电路总线时序调... 国家知识产权局信息显示,北京紫光青藤微系统股份有限公司申请一项名为“集成电路总线的时序调节电路和电子...
豪威科技申请图像传感器专利,提... 国家知识产权局信息显示,豪威科技股份有限公司申请一项名为“图像传感器”的专利,公开号CN122248...
昇腾电子商务申请互联网APP预... 国家知识产权局信息显示,聊城市昇腾电子商务有限公司申请一项名为“一种互联网APP预约系统”的专利,公...
联想申请电子设备专利,在拉伸剥... 国家知识产权局信息显示,联想日本有限责任公司申请一项名为“电子设备”的专利,公开号CN1222393...
南网数字获得发明专利授权:“基... 证券之星消息,根据天眼查APP数据显示南网数字(301638)新获得一项发明专利授权,专利名为“基于...