高端电流检测解决方案

小夏 科学 更新 2024-01-28

这是由分立式运算放大器(以下简称分立式解决方案)构建的差分放大器。

获得。

满意时。

另一种选择是集成电流检测放大器(以下简称集成解决方案)。

可以看出,分立式和集成式解决方案都可以实现电流检测。 但是,对于一些高精度应用,我们建议使用集成电流检测放大器,因为传统的分立式解决方案需要特别注意电阻匹配。

电阻不匹配引起的误差。

如前所述,离散方案需要。

但实际上,电阻不匹配是不可避免的。 假设实际电阻器存在不匹配,并且满足该电阻。

因此,可以:

显然,输出电压叠加了额外的误差。

为了更直观地说明这个问题,我们实际上构建了一个带有高性能运算放大器的差分放大器,使用了 4 个随机选择的 01% 电阻和精心挑选的 01%的阻力。 下图显示了该放大器使用10m检测电阻感测1A电流时,在不同总线下的电压输出。

不同总线电压下分立式和集成式解决方案的误差。

可以看出,随机选择的 01% 阻力,实际 =0041%,在12V总线上产生近0.。4% 误差。

为了提高精度,精心选择电阻,达到=00048%,总线在12V时的误差仅为005%,可以满足大部分应用场合。 高性能集成电流检测放大器通常可以实现类似甚至更好的精度。

温度变化引起的误差。

另一方面,如果产品在较大的温度变化下使用,分立式解决方案还需要考虑电阻温度漂移引起的误差。

我们对上述 =0 感兴趣0048%的电路经过温度性能测试,实际使用的电阻温度系数为25ppm。

从下图可以看出,分立方案的总温度漂移为3624ppm,变化接近 06%。相比之下,高性能集成电流检测放大器往往可实现更小的温度漂移。

不同总线电压下分立式和集成式解决方案的误差。

可以预见,如果使用精度更高、温度特性更好的电阻器,分立式解决方案可以实现比集成解决方案更好的性能,但也大大增加了物料清单成本。

PCB设计。

下图所示为采用SOT23-5运算放大器的分立式PCB和0603封装的4个电阻,集成方案面积仅为分立方案的10%,布线更方便。

综上所述,分立方案具有较高的自由度,客户可以根据实际应用(如共模范围、增益、功耗、带宽等)定制设计,以达到最低成本或最佳性能。 然而,这对设计工程师提出了很高的要求,并且需要大幅增加成本才能满足性能要求。

该集成方案在合理条件下实现了优异的性能,在大多数情况下都能满足准确的电流检测,实现了成本与性能之间的最优折衷。 而且体积小,使用方便,可以最大程度地加速产品设计。

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