感应电流：电流监视器可提高精度以实现更高的准确度

从本质上讲，大多数直流电流检测电路都是从电源线中的电阻开始的(尽管磁场检测是一个很好的替代方案，尤其是在更高电流的情况下)。一个简单的测量电阻两端的电压降并根据需要对其进行缩放以读取电流(E = I × R(如果我不包括这个，有人会抱怨))。如果检测电阻器位于接地端，则解决方案是一个简单的运算放大器电路。一切都以接地为参考，您只需注意接地布局中的小电压降。

但通常，将检测电阻器放置在电源引线中是首选方法。为什么?接地可能不可用(例如，底盘接地的汽车设备)，或者您可能不希望设备接地不同于电源接地，这可能导致接地环路和其他问题。那么，有哪些选择呢?

最明显和最明确的方法是在检测电阻上放置一个差分或仪表放大器 (inamp)，但实际上这很少是一个好方法。为了准确地检测电流，通常需要极高的 CMR(共模抑制)，这既昂贵又容易漂移。

怎么会这样?让我们考虑一个示例设计：0-10A、12V 标称值、5mΩ 检测电阻，最明显的高端电流检测解决方案，使用差分放大器。

甚至不要考虑为此使用分立电阻，除非它们是精密匹配网络的一部分(因此当然不是真正的分立)。对于 1V 的电源电压偏移和 80dB 的差分放大器 CMRR(转换为约 0.01% 的电阻匹配)，您将看到相当于 20mA 的电流偏移(80dB CMRR 的 1V 变化导致 0.1 mV 偏移参考输入;除以 5mΩ 检测电阻器的 5mV/A 缩放比例)。

对于 0-12V 电源，将其乘以 12：电压范围内的 240mA 偏移。

请注意，真正的三运放仪表放大器对电阻匹配的敏感度低于单运放差分放大器。尽管如此，通常有更好的方法。

我上面提到的设计理念使用了带有分立电阻的单运算放大器差分放大器。事实上，一个电阻器可以用一个电位器微调，我最初认为这是用于 CMRR，但结果是增益调整!如果电源电压坚如磐石，这在某种意义上是可行的，但这并不是一个好主意。

第二种高侧感觉方法是我在很多个月前提出的一种方法，涉及一些横向思维。我把事情放在他们的头上，并使用 V+ 作为我的参考轨而不是接地。这在概念上类似于负电源的低端感应，如果您可以摆脱它，这是一个很好的解决方案。

输出的进一步处理(例如，比较器)参考V+。R4 是可选的，用于保护。

我要告诉你的第三种方法现在在 IC 解决方案中很常见，其中晶体管和运算放大器一起工作以接地参考电流测量。当我想出我的倒置运算放大器时，我并不知道这种设计，这可能是一件好事，因为它为我节省了一个晶体管。

此类部件的来源包括ST、Maxim和凌力尔特，但您自己也很容易实现该电路。

最新电流监视器：Diodes一系列新的双向电流监测器采用高稳定性零漂移架构，可在广泛的共模电压范围内准确测量极低的检测电压。这些电流传感器的目标应用包括电池充电器、工业伺服系统、笔记本电脑、服务器场中的电源机架和机器人系统。

Diodes Inc.的ZXCT199系列电流监控器提供六种型号，每种型号均配备精密斩波稳定运算放大器，可实现高精度操作。它们的低失调电压有助于电流检测，分流器上的最大压降低至 10 mV 满量程。这反过来又可以通过廉价的低值分流电阻器组件测量高电流。

ZXCT199 电流检测器是一款单级仪表放大器，设计用在宽广共模电压范围内准确测量非常小的感测电压。其应用包括电源中负载电流的电流感测、电机控制以及电池供电设备中充电与放电电流的监测。

ZXCT199 具有低补偿电压和零漂移架构，使其能在分流电阻两端实现最大压降的电流感测，达到10mV 满刻度，从而允许使用小值感测电阻监测大电流。

该器件提供三种固定电压增益选项：50V/V、100V/V及 200V/V。每个选项都具有 -0.1V 至 +26V 的宽广共模感测输入电压范围，与供应电压无关。

增益误差低至 0.8%

补偿电压低至 80µV

温度范围：-40ºC 至 +125ºC

操作电压范围：2.7 至 26V

产品封装：SOT363