高精度電流檢測放大器可實現(xiàn)電流檢測和均流

DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊之間的均流使多個模塊可以并聯(lián)。近年來，分立式電流檢測電路設(shè)計的嚴(yán)格容差使分立式電流檢測電路設(shè)計成為一項艱巨的挑戰(zhàn)。本應(yīng)用筆記介紹了一種采用MAX4372的低成本、節(jié)省空間、高精度電流檢測和共享方案。

DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊之間的均流使多個模塊可以并聯(lián)。近年來，分立式電流檢測電路設(shè)計的嚴(yán)格容差使分立式電流檢測電路設(shè)計成為一項艱巨的挑戰(zhàn)。本應(yīng)用筆記介紹了一種采用MAX4372的低成本、節(jié)省空間、高精度電流檢測和共享方案。

DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊之間的均流是確保可靠運行的非常重要的系統(tǒng)參數(shù)。近年來，均流容差已收緊至額定輸出電流的10%，這給設(shè)計分立式電流檢測電路帶來了挑戰(zhàn)，如圖1所示，特別是在高輸出電流電源中。這是因為需要小值電流檢測電阻（小于或等于2mΩ）來最大限度地降低功耗，從而產(chǎn)生小的電流-電壓轉(zhuǎn)換，這意味著≤2 mV/A。由于運算放大器（U1）、輸入失調(diào)電壓和外部元件容差，傳統(tǒng)的分立式電流檢測放大器很難滿足總?cè)莶钜?。圖1顯示了用于20A輸出電流應(yīng)用的基于運算放大器的電路示例。假設(shè)R1 = 2mΩ，U1的最大輸入失調(diào)電壓為3mV。由于R1兩端的2mV壓降代表1A輸出電流，因此在最壞情況下，3mV失調(diào)電壓表示7.5%的誤差（僅由于失調(diào)），這通常是不可接受的。低輸入失調(diào)電壓運算放大器與精密電阻（容差±0.1%）一起降低了誤差，但成本顯著增加。

圖1.典型分立式電流檢測放大器的原理圖

與分立式電流檢測電路相關(guān)的另一個問題是增加了用于組裝外部元件的制造。需要精密、低成本、節(jié)省空間的電流檢測IC來取代分立電路。

MAX4372采用微型SOT23-5封裝，為高邊和高電流檢測提供低成本、節(jié)省空間、高精度的解決方案。該器件提供三種增益版本（20V/V、50V/V和50V/V），采用+2.7V至+28V單電源供電，功耗僅為30μA。 MAX4372通過設(shè)計和調(diào)整輸入失調(diào)電壓和增益來保證，在100mV Vsense輸入下提供0.18%滿量程精度。這僅相當(dāng)于0.18mV的輸入失調(diào)電壓，假設(shè)誤差完全由輸入失調(diào)電壓引起。如果將MAX4372應(yīng)用于前面的示例，則總?cè)莶罱抵?.45%（0.18mV/40mV）。用戶可以通過選擇具有所需電壓增益的器件（T、F或H）并選擇合適的外部檢測電阻來設(shè)置滿量程電流讀數(shù)。這種能力提供了高水平的集成度和靈活性，從而形成了一個簡單緊湊的電流檢測解決方案。MAX4173提供更高帶寬的電流檢測方案。圖2所示為20A電流檢測應(yīng)用的典型電路。

圖2.采用MAX4372F的典型20A電流檢測應(yīng)用