阻抗是關鍵

　　理想情況下，電流和電壓檢測都不應影響所連接的負載。這意味著電壓檢測器件應該具有近似無窮大的輸入阻抗，這樣才能確保對負載沒有明顯的分流。相反，電流檢測應該具有近似為零的輸入阻抗，這樣才能確保加到負載上的電壓不會明顯降低。高端電流檢測電路（放大器+電阻器）應滿足這兩項要求。用來檢測RSENSE上電壓的放大器必須具有高輸入阻抗，而用來檢測負載電流的電阻則必須非常小。

　　為了進一步證明這一點，可以嘗試使用大檢測電阻。隨著串聯(lián)電阻的增加，負載上的電壓下降。外部串聯(lián)的電阻是消耗能量的原因，過大的檢測電阻還會導致過度的熱耗散，從而引起長期的可靠性問題。

　　那么，是否有任何理由來使用大電阻呢？使用大電阻的主要優(yōu)點是增加總的輸出電壓（等式1）。這在放大器的增益固定或增益可配置能力有限時是有用的。

　　對檢測電阻的大小有一個限制。放大器的輸入范圍和最大期望電流將決定最大的可用檢測電阻（等式2）。

　　例如，如果通過檢測電阻的最大電流（ISENSE_MAX）預期為50mA，而高端電流檢測放大器所能接收的最大輸入電壓為250mV（VSENSE_MAX），則最大檢測電阻為5ohms （RSENSE_MAX）。

　　理論上，不應該強迫設計師通過增加檢測電阻來補償放大器。只要放大器能夠以足夠的增益和精度工作，設計師就應該使用最小可接受的檢測電阻。這可以根據電流檢測放大器的輸入偏置電壓和必須處理的最小電流來計算。

　　例如，如果需要1mA的分辨率（IRES），而高端電流檢測放大器的偏置電壓是1mV （VOFFSET），最大檢測電阻則應為1ohm （RSENSE_MIN）。方程3強調了一個關鍵點，即最小檢測電阻直接與高端電流檢測放大器的偏置電壓有關。

　　密切關注先進的電流檢測放大器

　　由于具有高端電流檢測的精度，新一代高端電流檢測放大器的性能相對于上一代有了顯著的改善。例如，凌力爾特科技公司的LTC6102就是一款結合了零漂移技術的最新高端電流檢測放大器。該放大器的輸入偏置電壓只有10μV，最大偏置漂移只有50nV/℃。與上一代的電流檢測放大器相比，LTC6102可以使用更小的檢測電阻2。如果系統(tǒng)能夠允許更大的VSENSE， LTC6102可以接收高達2V的檢測電壓。這種組合偏置加上這一最大檢測電壓可以使放大器提供106dB的動態(tài)范圍，從而能夠處理來自電流放大器的微安級電流。用它可以檢測更小的電流，因為可以利用外部電阻達到任意的增益值。通過利用精密電阻器，增益精度可以優(yōu)于99%。

　：凌力爾特科技公司的LTC6102可以直接實現(xiàn)高端電流檢測。配置該器件只需一個RSENSE和兩個增益電阻器。設計師可以通過選擇RIN和 ROUT來定制功耗、響應時間以及輸入/輸出阻抗特性。

　　LTC6102也并不犧牲其他重要的電流檢測功能。高輸入阻抗將輸入偏置電流限制在300pA以下。LTC6102在高達105V的共模輸入電壓條件下仍能工作。共模抑制達到130dB，在100V的共模輸入電壓范圍內所貢獻的偏差小于32 uV3。在故障保護方面，該器件的響應時間為1usec，因此在負載或電源發(fā)生意外時能夠迅速地關斷電源。

　　2與具有1mV偏置電壓和1 uV/℃漂移的典型高端電流檢測放大器相比，LTC6102具有最小的理論檢測電阻值（RSENSE_MIN， 等式3），對于任何給定的電流分辨率（IRES） 而言都要小99%。

　　3共模抑制等于20 * Log ［VCM / VOS］。

　　本文小結

　　高端電流檢測放大器為檢測和控制電流提供了諸多內在的優(yōu)勢。先進的電池管理和電機控制技術就是很好的一些實際應用案例，它們對具有更高共模電壓、更高準確度和更高精度的電流檢測放大器提出迫切需求。業(yè)界領先的LTC6102由于具有強大的功能和出色的精度而得到了業(yè)界的青睞。目前的高端電流檢測放大器已經達到了業(yè)界領先精度的運算放大器的性能水平，為設計師提供了一個簡單、多功能和高精度的選擇，可以完全替代過去精度低而且復雜的電流檢測電路。