电流感应测量

1、什么是电流传感器？它的作用是什么? 电流感应器： 通过测量置于电流路径上的电阻上的压降来 监视电流的电路（尽管存在着其它技术，例如磁相关技术， 但这里的讨论仅限于并联电阻电流测量）。（参见图1）电 流传感器输出一个与通过测量路径的电流成比例的电压或 电流。 cunent to be measured R shunt voltmeter 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ * 低侧电流感应 * 传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的 高侧感应 TI电流感应应用手册 current to be rn 阴mured 电流感应入门 电流感应入门 图1：伏特计测量通过电阻的压降 范围广泛的各种应用均得

2、益于能够测量电流。传统上，电 流感应主要用于电路保护和报告。但是随着技术的发展， 电流感应作为一种监视性能的手段而变得日渐重要，而监 视性能的最终目的是改善它。 因电流感应而获益的部分应用： * 过流保护和监控电路 * 4-20mA 系统 *可编程电流源 *线性和开关模式电源 * 电池充电器 *对于依靠电池供电的电路，您需要了解电流进出充 电电池的比率。 * 成比例螺线管控制、线性或 PWM 有关低侧电流感应的更多内容 有关高侧电流感应的更多内容 低侧电流感应 工作原理 * 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ 低侧电流感应技术连接着负载与地之间的电流传感器元 素。可以通过查看电流经过置于负载

3、和地之间的电阻时所 2） 产生的压降来测量电流 （参见图 图 2:负载与地之间的感应 电阻 50mV Shunt V 丄( Load +5V ADS11O0 NOTE: (1) Pufl-down resistor to allo界 accurate swing to OV. 5V I (PGA Gain = 8) 5VFS 低侧电流感应 传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的 高侧感应 电流感应应用手册 优势 直接、简便，并且几乎只需一个运算放大器便可完 成 经济实惠并且精确无误 对精确度要求的提高促成了在低侧电流感应应用中采用诸 如OPA335的高精度器件（参见图3） 图3:使用TI OP

4、A335进行低侧电流感应 劣势 * 在接地路径上无谓增加了电阻 可能需要连接负载的附加接线，该接线是本应省却 的 何时应选择低侧电流感应 能选则选！ 当您的应用能够承受接地路径上的附加干扰时，低 侧电流感应几乎始终是最佳的选择。 用于低侧电流感应的 TI精密运算放大器 传统高侧电流感应 工作原理 高侧电流感应技术连接了电源和负载之间的电流传感器元 素。可以通过查看电流经过置于电源和负载间的电阻时所 产生的压降来测量电流 （参见图4） SENSE LOAD 电流感应入门 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ *低侧电流感应 * 传统高侧电流感应_ * 使用电流并联监视器的 高侧感应 * TI电流

5、感应应用手册 应电阻 GND 图4:电源和负载之间的感 传统的高侧电流测量方法是使用一个差动放大器，例如 INA146，它可以作为从高侧到地之间的增益放大器和电平 图5：使用TI的INA146差动放大器进行的传统高侧电 流感应 优势 电流传感器直接连接至电源，并且可以检测所有的 下行故障以及触发适当的更正措施 不会随低侧电流感应设计产生额外的接地干扰 劣势 需要非常小心地进行电阻匹配才能获得可接受的 共模抑制比（CMMR）。 o 电阻值 0.01%的偏差会将 CMRR降至 86dB, o 0.1%的偏差会将其降至 66dB， o 1%的偏差会将其降至 46dB。 必须经受非常高且经常变动的共模

6、电压（经常超出 放大器所使用的电源轨的限制）。 何时应选择高侧电流感应 当低侧感应因增加的接地干扰而不能被选择的时 候 o 大部分的应用均不能容忍接地干扰，必须 采用高侧感应。 *使得诊断系统能够检测接地短路。 当免除接线能够节约成本的时候（允许负载远程接 地）。 使用电流并联监视器的高侧感应 电流感应入门 什么是电流并联监视器? 电流并联监视器是一种独特的新型放大器系列，专注于应 对高侧电流感应应用，包含所有必需的功能以便轻松经济 地执行测量（参见图6 ）。 * 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ * 低侧电流感应 * 传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的高侧感应 TI电流并联监视器 电

7、流输出 电压输出 电流感应应用手册 VINI+Q Up to eiV Load 5KQ 5KQ lsRsR /SkQ TI电流并联监视器 6:使用TI的INA138电流并联监视器进行高侧电流感应 它们为什么会如此出色? 通过将高侧电流并联测量能力集成入单一的IC中带来了 大量的附加优势。 * 它们 *便于使用！ 提供以地为参考的电流或电压源输出，按比例对电 流产生影响 *提供高共模抑制，免除电阻匹配的为难。 可以在共模电压范围内感应高侧电流，最低-16V 而最咼80V 具有一对可以被连接至并联分路的差动输入，而并 联分路在电压方面则远超过放大器从电源汲取的电压 电源管理、电池充电以及任何必须精

8、确测量和控制电流的 其它应用均能从专业的电流感应放大器中获益。 电流感应入门 *什么是电流传感器？它 的作用是什么？ *低侧电流感应 *传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的高侧感 应 TL电流并联监视器 电流输出 电压输出 有关 TI的电流输出电流并联监视器的更多信息 TI提供了多用途的电流并联监视器系列，包括电流和电压 输出器件，适用于任何高侧电流感应需求。 电流输出电流并联监视器在下述情况中将展现最大 的吸引力： *当使用外部电阻设置增益将非常有用的时候 *当电流输出是首选的信号类型时 *当需要能够实现的最高速度时 *当需要低静态电流时 *当需要双向电流感应时 电流感应应用手册 电压输出

9、电流并联监视器在下述情况中将展现最大 的吸引力： 当需要感应具有低于2.7V或高于60V的共模电 压范围的电流时 当并联的共模电压经历电源反向时 当电压输出是首选的信号类型时 当需要不使用附加的缓冲来驱动AD转换器时 有关TI的电压输出电流并联监视器的更多信息 电流输出 电流输出电流感应监视器具有高达60V的耐压共模电压。 它们具有低静态电流、可调节增益，并且可在标准和高速 配置下使用。 电流感应入门 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ * 低侧电流感应 * 传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的高侧感 应 o TI电流并联监 视器 o 电流输岀 o 电压输出 电流感应应用手册 INA 16

10、9 INA138 o 共模范围从2.7V到 36V o 可调节增益从 1V到 100V o 25 pA低静态电流。 * INA168 o 共模范围从2.7V到 60V o 可调节增益从 1V到 100V o 25 pA低静态电流。 * INA139 o 4.4MHz 高速 o 共模范围从2.7V到 40V o 可调节增益从 1V到 100V o 60 pA低静态电流 * INA169 o 4.4MHz高速 o 共模范围从2.7V到 60V o 可调节增益从 1V到 100V以及 o 60 pA低静态电流 * INA170 o 双向电流测量 允许测量通过并联电阻的双极电流 o 单极输出 内部偏移

11、至中间等级，对应于并联 中的零电流 o 共模范围从 2.7V至U 60V o 可调节增益从 1V到100V o 75 pA低静态电流。 TI适用于高侧电流感应 /电流测量的电流输出电流 并联监视器 TI的电压输出电流并联监视器能提供最宽泛的共模范围： 从-16V至U +80V。感应零或零以下电压的能力对于在感 应回冲期间感应短路电源的电流来说至关重要，并且可以 用于负向电流感应。 电流感应入门 Unidirectional 1 r INA19X INA2DX 什么是电流传感器？它 的作用是什么？ *低侧电流感应 *传统高侧电流感应 使用电流并联监视器的高侧感 应 o TI电流并联监 视器 o

12、电流输出 o 电压输出 * 电流感应应用手册 INA19X 系列 o 共模范围从-16V至U 80V o 20V/V、50V/V 和 100V/V 增益选择。 每个均以两种外引脚配置提供。 o 700 pA低静态电流 * INA20X 系列 o 双路比较器和参考 o 共模范围从-16V至U 80V o 20V/V、50V/V 和 100V/V 增益选择。 每个均以10引脚和14引脚配置 提供。 14引脚配置具有 第二比较器上附加的可编 程延迟 附加的1.2V参考输出 * INA27X 即将推出！ o 允许访问输入级和输出级之间的节点 o 输出级上100k的电阻使得通过单电容器 进行一阶滤波成为可能。 电流感应应用手册 电流感应入门 什么是电流传感器？它的 作用是什么？ 低侧电流感应 传统