隨著過去傳統(tǒng)的“開環(huán)”系統(tǒng)被智能和高效率“閉環(huán)”設(shè)計所取代，準(zhǔn)確的電流檢測在多種應(yīng)用中變得越來越重要。常見的電流檢測方法，需要將檢流電阻串聯(lián)進(jìn)被測電流通路，再用放大電路放大檢流電阻上的壓降。這個放大電路常被稱之為電流檢測放大器，其越來越被廣泛地運(yùn)用于汽車、通信、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

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分立方案　集成方案

對于電流檢測放大器電路設(shè)計，目前主要可以分為分立方案以及集成方案。下面小編主要為大家梳理比較一下分立及集成方案的特點。

基礎(chǔ)知識

01　分立運(yùn)放搭建的差分放大器方案

02　集成的電流檢測放大器方案

另一種選擇是集成的電流檢測放大器（下文簡稱為集成方案）

可見，分立方案和集成方案都可以實現(xiàn)電流檢測。但在一些高精度的場合，我們建議使用集成的電流檢測放大器，因為常規(guī)的分立方案需要格外注意電阻的匹配性。

方案對比

01　電阻失配引起的誤差

顯然，輸出電壓里疊加了額外的誤差。

為了更直觀地說明這個問題，我們用一款高性能運(yùn)放實際搭建了一個差分放大器，分別使用了4個隨機(jī)挑選的0.1%電阻和精心選擇的0.1%電阻。下圖是這個放大器使用10mΩ的檢流電阻檢測1A電流時，在不同總線下的電壓輸出情況。

*分立方案與集成方案在不同總線電壓下的誤差

可見，隨機(jī)挑選的0.1%電阻，實際ε=0.041%，在12V總線上產(chǎn)生了近0.4%的誤差。

為了提升精度，精心挑選電阻實現(xiàn)ε=0.0048%，總線12V時誤差僅有0.05%，能夠滿足絕大部分運(yùn)用場合。而一款高性能的集成電流檢測放大器通常可以實現(xiàn)相近甚至更高的精度。

02 溫度變化引起的誤差

另一方面，如果產(chǎn)品的使用環(huán)境有較大溫度變化，分立方案還需要考慮電阻溫漂帶來的誤差。

我們對上述ε=0.0048%的電路進(jìn)行溫度性能的測試，實際使用的電阻擁有25ppm溫度系數(shù)。

從下圖可以看到，分立方案的整體溫漂為36.24ppm/℃，在全溫度范圍內(nèi)誤差的變動將近0.6%。與之相對應(yīng)的，高性能的集成電流檢測放大器往往能實現(xiàn)更小的溫漂。

*分立方案與集成方案在不同總線電壓下的誤差

可以預(yù)見，如果使用精度更高、溫度特性更好的電阻，分立方案可以實現(xiàn)優(yōu)于集成方案的性能，但也會極大地提升物料成本。

03　PCB設(shè)計

下圖是使用SOT23-5小封裝運(yùn)放和4個0603封裝的電阻實現(xiàn)的分立方案PCB，而集成方案面積只有分立方案的10%，并且布線更加便捷。

綜上所述，分立方案擁有較高的自由度，客戶可以根據(jù)實際運(yùn)用場合（如共模范圍、增益、功耗、帶寬等）進(jìn)行定制設(shè)計，以實現(xiàn)最低的成本或最好的性能。但這對設(shè)計工程師提出了較高的要求，并且需要極端地提升成本來滿足性能的實現(xiàn)。

集成方案在合理的價格下實現(xiàn)了優(yōu)秀的性能，能滿足大部分情況下的電流精確檢測，實現(xiàn)了成本和性能的最優(yōu)折中。并且體積小，使用方便，可以最大程度地加速產(chǎn)品設(shè)計。

矽力杰電流檢測解決方案

矽力杰的電流檢測產(chǎn)品組合包括電流檢測放大器和過流檢測比較器，適用于多種汽車和電源管理應(yīng)用。它們可以獨(dú)立于供電電壓，在?0.3V至36V的共模電壓下測量檢流電阻兩端的電壓，精確地放大小電壓。從而最大程度地減少測量環(huán)路誤差，而不需要犧牲成本和封裝大小，具有較高的系統(tǒng)靈活性。

矽力杰產(chǎn)品方案廣泛應(yīng)用于T-Box電池監(jiān)測、車載充電器、PD電流監(jiān)控、顯示屏的電流檢測等領(lǐng)域。支持-40到125℃的廣泛環(huán)境溫度范圍。

在有些運(yùn)用環(huán)境中，我們并不關(guān)心當(dāng)前的電流實際是多少，而只關(guān)心有沒有出現(xiàn)過流的情況，矽力杰SQ52110提供了相應(yīng)的解決方案

矽力杰Current Sensor選型表