電流檢測(cè)電路怎么設(shè)計(jì)和選型，本文就以此來分析幾個(gè)常用電路方案和選型。

在電路中，電流信號(hào)不能被MCU直接處理，必須轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)才能送到ADC口，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之后，再進(jìn)行運(yùn)算。而電流傳感器是就可以將電流轉(zhuǎn)換為易于測(cè)量電壓，且電壓在測(cè)量路徑中與電流成正比。

電流傳感器多種多樣，每種傳感器都適用于特定的電流范圍和環(huán)境條件，沒有一種傳感器適合所有應(yīng)用。在大功率的電力電子應(yīng)用中，隔離電流采樣技術(shù)被經(jīng)常用到。

最簡(jiǎn)單的電流采樣，就是用檢測(cè)電阻法。其原理是在電流路徑中插入一個(gè)電阻，根據(jù)歐姆定律將電流以V =I×R的線性方式轉(zhuǎn)換為電壓。電阻兩端在通過運(yùn)放放大處理，就可以送到電路中。

電流檢測(cè)電阻的主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)： 低成本、高測(cè)量精度、可測(cè)量電流的范圍從非常低到中等電流、能夠測(cè)量直流或交流電。

缺點(diǎn)：將額外的電阻引入了測(cè)量電路路徑，產(chǎn)生了不需要的負(fù)載效應(yīng)（由P = I 2×R而產(chǎn)生功率損耗）。

當(dāng)電流大時(shí)，電阻上損耗也就越大。 因此，電阻采樣的方法一般用在中小電流數(shù)值時(shí)使用，很少有大電流應(yīng)用使用電流檢測(cè)電阻。

按照電阻放置的位置，又分為高側(cè)感測(cè)和低側(cè)感測(cè)。

高側(cè)感測(cè)：即電阻放在電路中位置是放在電源與負(fù)載之間。

低側(cè)感測(cè)：即電阻放在電路中位置是放在負(fù)載和接地端之間

低側(cè)電流測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)之一是共模電壓低，即測(cè)量輸入端的平均電壓接近于零。這樣便于設(shè)計(jì)應(yīng)用電路以及選擇適合這種測(cè)量的器件（由于輸入端的共模電壓低，因此可使用差分放大器拓?fù)洌?/p>

由于電流感測(cè)電路測(cè)得的電壓接近于地，因此在處理非常高的電壓時(shí)、或者在電源電壓可能易于出現(xiàn)尖峰或浪涌的應(yīng)用中，優(yōu)先選擇這種方法測(cè)量電流。如汽車、工業(yè)和電信應(yīng)用中。

其主要缺點(diǎn)是采用電源接地端和負(fù)載/系統(tǒng)接地端時(shí)，檢測(cè)電阻兩端的壓降不同，且不能檢測(cè)負(fù)載短路。如果其他路以電源接地端為基準(zhǔn)，可能會(huì)出現(xiàn)問題。為避免此問題，存在交互的所有電路均應(yīng)以同一接地端為基準(zhǔn)。來降低電流感測(cè)電阻值有助于盡量減小接地漂移。

高側(cè)電流測(cè)量則相反，其測(cè)量信號(hào)對(duì)地的共模電壓高，這就要求運(yùn)放必須承受極高的共模電壓動(dòng)態(tài)變化。這時(shí)使用隔離放大器而不是普通運(yùn)放，來進(jìn)行電流采樣。

此時(shí)，需要一路隔離電源。將隔離電源的地，連接到高側(cè)電阻一端，同時(shí)連接到隔離運(yùn)放的供電地，這樣，采樣點(diǎn)對(duì)隔離運(yùn)放就具有低的共模電壓。

一個(gè)典型的電路如下，此電路用在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中，檢測(cè)輸出相電流。

下圖為一種高側(cè)檢測(cè)的 IC 方案：

負(fù)載電流（IS）從電源流出，并在感測(cè)電阻（RS）處產(chǎn)生電壓差（VIN+ - VIN-）。假設(shè)內(nèi)部MOSFET漏電流與源電流（IO）相同，且VIP非常接近，則FP135傳遞函數(shù)為：

（VIN+ - VIN-）等于IS×RS，輸出電壓（OUT）等于IO x RL。本應(yīng)用中高端點(diǎn)電流測(cè)量的最終傳遞函數(shù)為：

FP135電流檢測(cè)芯片PCB圖：

審核編輯 黃宇