如何开始使用电流检测放大器应用第一部分

电流检测电阻器，也称为分流器，是测量电流的首选技术。为了不对电流产生不利影响，分流器的电阻值较小，在两端产生成比例的小电压。因此，设计人员必须利用放大此小电压的电路，通过模数转换器 (ADC) 进行上游转换。

分流电阻器两端的小电压通常必须从数十或数百毫伏增加到零点几伏。此任务通常由运算放大器或电流检测放大器来执行。电流检测放大器是一种专用运算放大器，集成了激光微调的精密电阻网络，用以设置增益。通常，放大器电压增益大约为 20 到 60 级，有时甚至更大。

如何使用电流放大器？当我说“如何”时，我是什么意思？电流检测放大器测量电流值，在某些情况下还可以计算功率。在某些情况下，放大器可以将当前值与阈值进行比较，但它无法决定该值的含义以及系统应该如何处理。

电流检测放大器的输出通常在信号调节链中具有以下三种用途之一。

1. 输出可以作为反馈来控制电路下一部分的特定动作。

2. 它可以进入系统微控制器 (MCU)，该微控制器将根据当前级别做出系统范围的决策。

3. 它可以作为中断通知控制器已超过特定阈值，而控制器无需关心实际值。

电流检测放大器输出的第一个用途是利用电流电平作为反馈到电路的其他部分，如图 1 所示。在这种情况下，INA210或INA282等模拟输出设备很可能会提供最好的解决方案的类型。电压输出馈入需要反馈的设备的输入引脚。这方面的一个例子是使用恒流调节器调节发光二极管 (LED)。馈入 LED 的电流由电流检测放大器测量，该输出进入稳压器的反馈引脚，例如TPS54218，2.95V至 6V 输入、2A 同步步进-down SWIFT™ 转换器。

图 1：电流电平输出提供反馈以控制电路其他部分的动作

第二个也是最常见的用例是将当前级别信息提供给控制器，然后控制器将根据级别控制系统的其他方面，如图 2 所示。例如，当前系统的当前级别可用于调整风扇速度使所需的冷却与产生的热量相匹配。电流水平还可以调整时钟速度，高性能集成电路 (IC) 正在以该速度运行以平衡性能与热量。

虽然上面提到的模拟输出设备可以提供此用例所需的所有性能，但需要有一个模数转换器 (ADC) 供控制器使用数据。许多 MCU 提供可以完成这项工作的集成 ADC。但是，使用INA226或INA230等数字输出设备可能允许使用成本更低的 MCU 或释放集成 ADC 来执行其他功能。此外，许多这些较新的数字输出设备都提供警报功能，允许 MCU 忽略当前测量系统，直到达到某个阈值。一旦警报触发 MCU，它就会开始监控电流以确定下一步。

图 2：电流电平馈入 MCU，控制系统的其他方面

这将我们带到了第三个常见用例：超过过流阈值时触发的简单警报，如图 3 所示。（想想 eFUSE 技术。）像INA300这样的设备是一种易于实现、占用空间小的设备，支持此类仅警报用例的低成本过流比较器。

图 3：电流电平用作中断，通知控制器已超过特定阈值

我希望您现在了解电流信息在电流检测放大器中的三种主要使用方式。在下一部分中，我将讨论电流范围如何影响器件选择标准以及计算所需分流电阻值的基础知识。