高端電流檢測,如何選擇合適的器件?

在電機(jī)控制、電磁閥控制以及電源管理(如直流-直流轉(zhuǎn)換器與電池監(jiān)控)等諸多應(yīng)用中，高精度的高端電流檢測都是必需的。在這種應(yīng)用中，對(duì)高端電流而非回路電流進(jìn)行監(jiān)控，可以提高診斷能力，如確定對(duì)地短路電流以及連續(xù)監(jiān)控回流二級(jí)管電流，避免使用取樣電阻，能保持接地的完整性。圖1、圖2和圖3分別給出電磁閥控制及電機(jī)控制的典型高端電流取樣配置。

圖1. 典型電磁閥控制中的高端檢測

圖2. 典型H橋電機(jī)控制中的高端檢測

圖3. 典型三相電機(jī)控制中的高端檢測

在上述所有配置中，監(jiān)控負(fù)載電流的取樣電阻上的脈寬調(diào)制(PWM)共模電壓在從地到電源的范圍內(nèi)擺動(dòng)。利用從電源級(jí)到FET的控制信號(hào)可以確定這個(gè)PWM輸入信號(hào)的周期、頻率和上升/下降時(shí)間。因此，監(jiān)控取樣電阻上電壓的差分測量電路要求極高共模電壓抑制與高壓處理能力，以及高增益、高精度和低失調(diào)——其目的是為了反映真實(shí)的負(fù)載電流值。

在使用單一控制FET的電磁閥控制(圖1)中，電流始終沿同一方向流動(dòng)，因此單向電流檢測器就足夠了。在電機(jī)控制配置(圖2與圖3)中，電機(jī)相位進(jìn)行分流意味著取樣電阻中的電流沿著兩個(gè)方向流動(dòng)，因此，需要雙向電流檢測器。

許多半導(dǎo)體供應(yīng)商都為高端電流檢測提供了多種方案，然后研究這類應(yīng)用的設(shè)計(jì)工程師發(fā)現(xiàn)，這些方案都可以遵循兩個(gè)截然不同的高壓結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分類：電流檢測放大器和差動(dòng)放大器。