閱讀了有關(guān)電流檢測的系列文章之后，您將對電流檢測的基礎(chǔ)知識，用于電流檢測的設(shè)備，如何計算解決方案的精度以及印刷電路板（PCB）布局的指南有扎實的了解。和故障排除。本文介紹了通常在直流感測解決方案中使用的四個差分放大器：運算放大器（op amp），差分放大器（DA），儀表放大器（IA）和電流分流監(jiān)控器（CSM）。

運算放大器

輸入共模電壓限制了運算放大器在電流檢測中的使用。由于輸入級的設(shè)計，這種設(shè)備的輸入共模電壓受到電源電壓（Voa）的限制。此外，傳統(tǒng)運算放大器的大開環(huán)增益要求該器件具有反饋，這限制了它對單端輸入信號的使用。這種配置使其僅可用于低端電流感測。圖1描述了在低端電流檢測配置中使用運算放大器的情況。

由于圖1所示解決方案的輸入共模電壓接近地，因此運算放大器的輸入共模范圍應包括地。還可能需要選擇一個配合電流傳感器的運算放大器，其輸出被認為是軌到軌的。這產(chǎn)生了可以準確檢測的最大范圍的負載電流。一個缺點是分流電阻器和地線之間的任何寄生電阻都會增加分流電阻器的值（見圖2）。

在該位置（例如，PCB走線，焊點）的寄生電阻產(chǎn)生的電壓將“分流”分流電壓，從而引入誤差。這種寄生電阻在生產(chǎn)中可能會有很大變化。為了獲得更高的精度和一致性，需要在分流電阻兩端進行差分測量。

差動放大器

傳統(tǒng)的DA只是具有精密調(diào)整電阻網(wǎng)絡的運算放大器，如圖3所示。電流傳感器通常在制造過程中調(diào)整電阻，使R2 / R1 = R4 / R3。因此，設(shè)備的差分增益（Adm）為R2 / R1。參考電壓（Vref）加到輸出電壓（Vo）。

關(guān)于電流檢測，由于輸入端的電阻分壓器，DA可以具有超出電源電壓的輸入共模電壓，如圖4所示。這允許將DA用于高端電流檢測。但是，DA由于其有限的共模和差模輸入阻抗，會給系統(tǒng)總線電壓帶來負擔。該負載從系統(tǒng)總線電壓中汲取電流，這在測量中引入了不確定性。為了減少由于這些輸入阻抗引起的測量誤差，它們應顯著大于系統(tǒng)負載阻抗。

由于低端電流感測解決方案的共模電壓接近0V，因此可以使用DA，如圖5所示。這可以最大程度地降低共模輸入阻抗的影響，但差模輸入阻抗仍然是一個因素。在低側(cè)測量中使用DA可以消除由寄生電阻接地引起的問題，該寄生電阻與運放部分中討論的并聯(lián)電阻串聯(lián)。最后，DA具有固定的差分增益，因為必須調(diào)整電阻器網(wǎng)絡以保持良好的共模抑制比。某些DA具有片內(nèi)同相放大器，其增益可以調(diào)節(jié)。如果需要其他增益，建議選擇這樣的器件，或者通過外部運算放大器電路為DA的輸出增加增益。

總之，DA可以用于高端或低端感測。當用于高端檢測時，誤差可能由有限的共模和差模輸入阻抗引起。當用于低邊檢測時，DA可以消除由與并聯(lián)電阻串聯(lián)的任何寄生接地電阻引起的問題。