当前，随着越来越多的便携式应用，对专用电流监控器的需求已大大增加，从而以小封装和低静态电流实现其任务。

以下讨论涵盖了低端和高端电流监控器，包括其架构和应用。

大多数电流测量应用都采用低端原理，其中检测电阻器与接地路径串联连接（图1）。

或者使用高端原理，其中检测电阻器与电源线串联连接（图2）。

两种方法都有不同的优点和缺点。

低侧电阻会在接地路径中增加不良的额外阻抗；使用高端电阻的电路必须能够承受较大的共模信号。

此外，如果图1中运算放大器的GND引脚基于RSENSE的正端，则其共模输入范围必须覆盖为零以下，即GND-（RSENSE×ILOAD）。

图1.低端电流监控器的示意图2.高端电流监控器的示例但是，由于低端测量电路的简单性，请不要忽略高端测量方法的优势。

各种故障将避免使用低端监视器，该监视器会使负载处于危险和不可检测的条件下（图3）。

请注意，虽然可以检测到通过路径A连接的负载，但是通过路径B的意外连接可以避开监视器。

另一方面，高端监控器直接连接到电源，可以检测所有下游故障并触发相应的补救措施。

高端监控器也更适合将外壳用作地电位的汽车应用。

图3.如果负载意外接地，路径B可能会产生危险的高电流。

在传统的高端监视器之前，这两种解决方案的许多实现都是基于分立元件或半分立电路的。

在最简单的情况下，这种高端监控器需要一个高精度运算放大器和几个精密电阻器。

高端测量的常用方法是使用传统的差分放大器作为增益放大器和高端至地电平转换器（图4）。

尽管这种分立电路得到了广泛使用，但它具有以下三个主要缺点：输入电阻（等于R1）相对较低。

输入端子的输入阻抗通常表现出较大的偏差。

电阻必须很好地匹配以获得可接受的共模抑制比（CMRR）：0.01％的电阻值偏差会将CMRR降低到86dB，0.1％的偏差会将其降低到66dB，1％的偏差会将其降低到46dB。

对高端电流监控的需求导致为此目的开发了许多新的集成电路。

另一方面，低侧测量并没有促进新的相关IC的发展。

图4.差分放大器是高端电流测量电路的基本元件。

集成式全差分放大器。

随着大量包含高精度放大器和精确匹配电阻器的IC的推出，在高端电流测量中使用差分放大器变得非常方便。

这些器件的CMRR约为105dB，MAX4198 / MAX4199就是示例之一（图5）。

该集成电路采用8引脚µMAX封装，典型CMRR为110dB，增益误差优于0.01％。

图5.具有很高CMRR的集成差分放大器（MAX4198 / MAX4199）。

专用高端监视器。

高端电流测量的另一种方法由一个IC表示，该IC包含执行测量所需的所有功能。

这些IC在高达32V的共模电压下检测高端电流，并提供以地为参考的电流或电压输出，该电流或电压输出与测得的电流成比例。

这些专用的电流检测放大器可以使电源管理，电池充电以及其他必须高精度测量或控制电流的应用受益。

Maxim的高端电路检测放大器将电流检测电阻放置在电源的正端与被监视电路的电源输入之间。

这种设计避免了接地区域上的外部电阻，大大简化了布局，并总体上提高了整体电路性能。

Maxim的单向和双向电流检测IC包括带有或不带有内部检测电阻的双向器件。

双向放大器包括用于指示电流方向的信号引脚。

这些单向和双向电流感测IC的模型包括具有可调增益，+ 20V / V，+ 50V / V或+ 100V / V的固定内部增益，以及内部增益以及单或双比较器。

该设备采用小型封装，可以满足紧凑型应用的严格要求。

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