高端電流檢測(cè)放大器簡(jiǎn)化電流的監(jiān)視和控制

作為通用型高端電流檢測(cè)放大器（此時(shí)，外形尺寸和設(shè)計(jì)靈活性是很重要的指標(biāo)），不妨考慮采用凌特公司的LT6100。這款高端電流檢測(cè)放大器包括一個(gè)輸出緩沖器以及用于設(shè)定6種增益配置和0.5% 增益準(zhǔn)確度的內(nèi)部電阻器，所有這些部件均集成于一個(gè)占板面積為9mm2的封裝之中。LT6100的輸入是一個(gè)具有300μV低失調(diào)電壓并能夠接受高達(dá)48V的全差分電壓堅(jiān)固型差分放大器。因此，該器件可監(jiān)視一個(gè)熔斷器或MOSFET（而無(wú)需顧及開路），并能承受一個(gè)-48V的反向輸入條件。提供了一個(gè)單獨(dú)的2.7V至36V的電源輸入，且器件僅需消耗60μA的電流。當(dāng)斷電時(shí)，輸入引腳變?yōu)楦咦杩範(fàn)顟B(tài)，從而阻止了電流吸收。輸入電路能夠承受大差分電壓并在斷電時(shí)使其自身基本斷接，這使得該器件非常適合在某些故障條件下使用。在有些場(chǎng)合中，人們或許更希望采用一款能夠啟動(dòng)故障快速響應(yīng)的高速高端放大器。

　　系統(tǒng)中的電感性元件會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，并引發(fā)很大的共模波動(dòng)。如果您希望保護(hù)自己的設(shè)備免遭負(fù)載故障或高電壓反激條件的損壞，則對(duì)有可能產(chǎn)生的電壓以及避免系統(tǒng)受損所需的速度進(jìn)行評(píng)定是很重要的。對(duì)于高達(dá)105V的峰值電壓，凌特公司的LTC6101能夠?qū)φ麄€(gè)故障過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。該器件的響應(yīng)時(shí)間為1μs，還能夠啟動(dòng)一個(gè)快速停機(jī)操作。

　　對(duì)于高端電流檢測(cè)而言，另一個(gè)有價(jià)值的特征是具備雙向操作能力。例如：一個(gè)具有充電和放電電流的電池式設(shè)備就有可能需要進(jìn)行雙向電流檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的方法之一是把兩個(gè)單向器件（比如：LTC6101和LT6100）組合起來(lái)使用。另一種可選方案是采用凌特的LT1787高性能雙向電流檢測(cè)放大器。LT1787加上一個(gè)外部檢測(cè)電阻器可提供一種用于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、雙向電流檢測(cè)的簡(jiǎn)易、緊湊型解決方案。即使在采用低值、低插入損耗檢測(cè)電阻器的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)高于1/10000的電流分辨率。LT1787的技術(shù)規(guī)格是專為在2.5V至60V的電源電壓條件下使用而擬訂的，只需要60μA（最大值）的電源電流。

　　應(yīng)用

　　具有16位分辨率的低功耗電流監(jiān)視器

　　凌特公司的LTC6101的速度和準(zhǔn)確度使其非常適合直接與一個(gè)ADC（比如凌特的16位ΔΣ型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器LTC2433）相連。LTC6101是一款獨(dú)特的電流檢測(cè)放大器，可通過放大器的輸入和輸出電阻器來(lái)提供控制。這些電阻器是影響增益準(zhǔn)確度的主要因素，因此，采用1% 精度的電阻器可使您輕松實(shí)現(xiàn)優(yōu)于0.2% 的增益準(zhǔn)確度。此外，用戶還能夠靈活地設(shè)定增益和輸出阻抗，以優(yōu)化ADC接口。該解決方案采用了纖巧的表面貼裝型元件和兩個(gè)外部電阻器，因而具有很高的空間和功率利用率。這款電路的典型功耗低于500mA。

　　圖4 施加偏壓可使輸出在采用單工作電源時(shí)指示電流的方向

　　具有12kHz滾降頻率的0A~33A、高端電流監(jiān)視器

　　LT6100最簡(jiǎn)單、最實(shí)用的應(yīng)用之一是作為一個(gè)大動(dòng)態(tài)范圍電流監(jiān)視器。由于它的失調(diào)電壓僅為300μV，因此，采用一個(gè)3mΩ分流電阻器就能夠提供100mA的分辨率和一個(gè)33A的全標(biāo)度范圍。在這款電路中，該器件采用一個(gè)單3V電源。當(dāng)斷電時(shí)，LT6100輸入與系統(tǒng)基本“斷接”，因?yàn)樗话銉H吸收1nA的輸入電流。在濾波器輸入引腳FIL上連接一個(gè)220pF電容器可提供一個(gè)12kHz差分噪聲滾降頻率，而且，通過引腳A4和A2來(lái)配置內(nèi)部電阻器可選擇一個(gè)25V/V的增益。

　　一個(gè)單電源上的充電/放電電流監(jiān)視器

　　通過允許直接使用凌特公司的LT1787的輸出電阻器，可給該雙向器件的輸出施加期望中間點(diǎn)的偏置電壓。在本例中，采用一個(gè)外部電壓基準(zhǔn)來(lái)給輸出施加偏壓（針對(duì)單電源操作）。輸入信號(hào)能夠擺動(dòng)至偏置電壓以上和以下，以指示流經(jīng)檢測(cè)電阻器的正電流或負(fù)電流。本例中，該電路可在采用一個(gè)低至3.1V的電源電壓時(shí)正常運(yùn)作。