電流檢測電路設計的案例
干貨｜6種常見電流檢測電路設計方案
電流檢測電路設計方案（六）
具有較寬共模輸入范圍的電流檢測放大器。MAX44284電流檢測放大器集高精度、寬輸入共模范圍于一體。您可以同時獲得高精度、低功耗性能——具備Maxim一貫的簡約設計風格。這款器件樹立了檢流放大器高精度、高靈活性的新標桿，具有優異的性價比，非常適合醫療、消費類電子、移動、通信或電機控制應用——需要高精度、設計簡便的任何應用。
優異的精度
2μV輸入失調電壓，增益誤差僅為0.05%
極低的輸入失調溫度系數：50nV/°C
-0.1V至+36V寬輸入共模范圍
低失調漂移和輸入噪聲
提供關斷控制，節省電池電量
展開 低端電流檢測電路不"低端"，里面大有學問
電流檢測技術簡介：
電流檢測技術常用于高壓短路保護、電機控制、DC/DC換流器、系統功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。對于大部分應用，都是通過間接測量電阻兩端的壓降來獲取待測電路電流大小的，如下圖所示。在要求不高的情況下，電流檢測電路可以通過運放放大轉換成電壓，反推算負載的電流大小。
電流檢測技術分類：
測量電流時，電流檢測技術分為高端檢測和低端檢測。將測量電阻放在電源與負載之間的這種測量方法稱為高端檢測。將測量電阻放在負載和接地端之間的這種測量方法稱為低端電流檢測。這兩種用于感測負載中電流的方法如下圖所示。
兩種測量方法各有利弊。本文重點講解低端電流檢測技術。
低側電流測量的優點：
共模電壓，即測量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設計應用電路，也便于選擇適合這種測量的器件；
低側電流感測的缺點：
采用電源接地端和負載/系統接地端時，感測電阻兩端的壓降會有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準，可能會出現問題。為最大限度地避免此問題，存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準。降低電流感測電阻值有助于盡量減小接地漂移。
設計電路或選擇用于電流測量的器件時，低側電流感測是最簡單的方法。由于輸入端的共模電壓低，因此可使用差分放大器拓撲。下圖給出了采用運算放大器（運放）的經典差分放大器拓撲，輸入輸出關系可由理想運放的基本性質（虛短虛斷）來推導。
展開 低端電流檢測電路不"低端"，里面大有學問
電流檢測技術簡介：
電流檢測技術常用于高壓短路保護、電機控制、DC/DC換流器、系統功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。對于大部分應用，都是通過間接測量電阻兩端的壓降來獲取待測電路電流大小的，如下圖所示。在要求不高的情況下，電流檢測電路可以通過運放放大轉換成電壓，反推算負載的電流大小。
電流檢測技術分類：
測量電流時，電流檢測技術分為高端檢測和低端檢測。將測量電阻放在電源與負載之間的這種測量方法稱為高端檢測。將測量電阻放在負載和接地端之間的這種測量方法稱為低端電流檢測。這兩種用于感測負載中電流的方法如下圖所示。
兩種測量方法各有利弊。本文重點講解低端電流檢測技術。
低側電流測量的優點：
共模電壓，即測量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設計應用電路，也便于選擇適合這種測量的器件；
低側電流感測的缺點：
采用電源接地端和負載/系統接地端時，感測電阻兩端的壓降會有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準，可能會出現問題。為最大限度地避免此問題，存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準。降低電流感測電阻值有助于盡量減小接地漂移。
設計電路或選擇用于電流測量的器件時，低側電流感測是最簡單的方法。由于輸入端的共模電壓低，因此可使用差分放大器拓撲。下圖給出了采用運算放大器（運放）的經典差分放大器拓撲，輸入輸出關系可由理想運放的基本性質（虛短虛斷）來推導。
展開 這個電流檢測電路，你大概還不知道！
電流檢測技術簡介：
電流檢測技術常用于高壓短路保護、電機控制、DC/DC換流器、系統功耗管理、二次電池的電流管理、蓄電池管理等電流檢測等場景。對于大部分應用，都是通過間接測量電阻兩端的壓降來獲取待測電路電流大小的，如下圖所示。在要求不高的情況下，電流檢測電路可以通過運放放大轉換成電壓，反推算負載的電流大小。
電流檢測技術分類：
測量電流時，電流檢測技術分為高端檢測和低端檢測。將測量電阻放在電源與負載之間的這種測量方法稱為高端檢測。將測量電阻放在負載和接地端之間的這種測量方法稱為低端電流檢測。這兩種用于感測負載中電流的方法如下圖所示。
兩種測量方法各有利弊。本文重點講解低端電流檢測技術。后續會寫關于高端檢測的文章。
低側電流測量的優點：
共模電壓，即測量輸入端的平均電壓接近于零。這樣更便于設計應用電路，也便于選擇適合這種測量的器件；
低側電流感測的缺點：
采用電源接地端和負載/系統接地端時，感測電阻兩端的壓降會有所不同。如果其他電路以電源接地端為基準，可能會出現問題。為最大限度地避免此問題，存在交互的所有電路均應以同一接地端為基準。降低電流感測電阻值有助于盡量減小接地漂移。
設計電路或選擇用于電流測量的器件時，低側電流感測是最簡單的方法。由于輸入端的共模電壓低，因此可使用差分放大器拓撲。下圖給出了采用運算放大器（運放）的經典差分放大器拓撲，輸入輸出關系可由理想運放的基本性質（虛短虛斷）來推導，此處不具體描述感興趣的兄弟，后臺回復“低端檢測”可獲取推導詳情過程。
應用場景：
由于電流感測電路測得的電壓接近于地，因此在處理非常高的電壓時、或者在電源電壓可能易于出現尖峰或浪涌的應用中，優先選擇這種方法測量電流。
展開 
電流檢測放大器：遠程電流檢測配置
在我們接下來關于電流檢測放大器的博客中，我們將談談如何配置NCS21xR和NCS199AxR電流放大器，以使其輸出精確的電流。在某些應用中，系統數據讀取板離監測系統電流的電路較遠。
這種情況有兩個問題：1)長的傳輸線長度會導致電流檢測放大器的輸出和輸入到系統數據讀取板之間產生較大的不想要的壓降；2)兩板間的雜散接地電阻會產生電壓誤差。精密的輸出電流測量被更精確地讀取，因為它克服了由于板間的接地壓降和傳輸線的電壓損耗造成的誤差。
Current Measurement Circuit Board：電流測量電路板
System Data Readout Board：系統數據讀取板
Line Receiver：線性接收器
Stray ground resistance between boards：板間雜散接地電阻
圖1.簡化的遠程電流檢測電路圖
如圖1所示，在OUT引腳和REF引腳之間添加了RIOUT電阻，以將電壓輸出轉換為從REF引腳流入讀取板的電流輸出。該電路用以以由于接地壓降或噪聲產生的板間低電位工作。電流輸出只與NCS21xR的正常輸出電壓有關：
對于RIOUT，1k?電阻值總是一個易于達到的值，因為它提供1mA/V的標度。
在讀取板上，為了簡單起見，RITOV可等于RIOUT，以提供相同的壓降。重要的是要考慮到RITOV和RIOUT在電流測量路徑中增加額外的壓降。電流源可提供足夠的適應性，以克服大多數接地壓降、雜散電壓和噪聲。但是，如果噪音或接地壓降超過1V，精度就會下降。
為了增加應用的動態范圍，讀取板上的RITOV電阻值可從寬范圍的電阻值中選擇，不必是1 KΩ或匹配RIOUT電阻值。
對于那些熟練使用差分放大器進行設計的人來說，可進一步增強。
展開 如何使用分流電阻測量電路電流
近年來，對使用電流測量技術的具有多功能以及高安全性的電子電路的需求日益增加。我們將在本文介紹一種使用分流電阻檢測電流的方法，并實際運行該電流檢測電路來查看其檢測效果。
測量電流值以保證電路安全運行
目前，對多功能、高安全性設備的需求不斷增加，這些設備需要利用適用于其配置的更新的電子電路的電流測量技術。
例如，用于檢測過流和電路運行異常并安全停止運行的監控電路，用于電池充電和電池容量檢測的功能電路，以及同樣非常重要的用于電機控制的電流監控電路，因此電流監控技術對于現代電路設計來說是必不可少的。
接下來我們將會介紹一種檢測電流的方法，并實際運行該電流檢測電路來查看其效果。
電流檢測電路和分流電阻基礎知識
電流檢測用超低阻值貼片電阻（PMR）
電流檢測用超低阻值貼片電阻/長邊電極（PML）
您可能認為電流檢測電路很復雜，但從原理上來說，其本身只是一個利用了“歐姆定律”的簡單電路，而歐姆定律是電子電路領域中非常基礎的理論知識。串聯一個用于電流檢測的電阻，通過歐姆定律將電阻的壓降轉換為電流值來實現電流檢測。
用于電流檢測的電阻稱為“分流電阻”
分流電阻是一種用于測量和檢測電流的電子元件。電阻值范圍為100μΩ 到幾百mΩ。理想情況下，您應該使用阻值盡可能低的分流電阻，但在實際操作中，您應根據運算放大器的放大系數和檢測目標范圍來選擇合適的阻值。
而如果使用低阻值電阻，壓降量偏小，微控制器將會很難檢測到電壓，所以這時候應該使用具有低輸入偏移電壓的高精度運算放大器來對電流進行檢測。
展開 常用外圍電路設計，硬件電路設計參考及注意事項
1、GND2是負載的地端，通過R16電阻(根據負載電流的大小R16要選功率大一點的)接公共地，會有微小的電壓差
2、該電路是同相比例運算電路，所以采樣端的電壓=輸入端電壓*(1+R9/R11)=69倍的輸入電壓。大家可以根據測量范圍修改R9調節放大倍數。
六、MOS管設計參考應用(控制電源輸出通斷)
七、輸入電源設計參考應用
如果電路成本比較緊張，可根據需要適當刪減元件
1、F1自恢復保險絲，過流保護，可根據實際負載電流調整閥值大小。
2、D10 肖基特二極管減少后級電源對前級的影響，防止電源正負接反燒壞后級電路，防止電源關電時電流倒灌，但經過二極管有0.4V左右壓降，需要考慮經過0.4V降壓后會不會低于后級電路的正常工作電壓。
3、TVS管輸入電壓過高保護，一般取正常輸入電
壓的1.4
倍。
展開 加了緩啟動電路之后，沖擊電流得到了很好的改善
記得以前，第一次接觸比較大電壓，較大電流供電的產品，在研發設計時，需要測試產品在啟動時的沖擊電流。
結果發現，設計好的電路板在開機瞬間，電池沖擊電流一下子達到14多A，如下圖。
剛開始，遇到這個問題不知道如何去解決，沒有經驗，沒有方法。
在我一籌莫展的時候，同事見狀，詢問了緣由，立刻告訴我，解決這個問題需要增加緩啟動電路。
我當時還不懂緩啟動電路是怎么設計的。同事知道后，又耐心地給我解答，電路中電池的供電是由一個PMOS控制通斷的，PMOS的通斷是由單片機的IO口的高低電平控制一個三極管的通斷來實現的。緩啟動的設計只要是讓PMOS的導通時間變緩，電路上的做法是在PMOS的柵極和源極之間接一個合適的電容，PMOS的導通時間就會變緩了。
聽了同學的解答之后，我在PMOS的柵極和源極之間接了一個電容，發現電池的開機沖擊電流降下來了。試了幾個不同容值的電容，對應的效果都是不一樣的。
最后，選了一個合適的電容換上去，電池的開機沖擊電流降到了2.6A，效果如下。
展開 加了緩啟動電路之后，沖擊電流得到了很好的改善
記得以前，第一次接觸比較大電壓，較大電流供電的產品，在研發設計時，需要測試產品在啟動時的沖擊電流。
結果發現，設計好的電路板在開機瞬間，電池沖擊電流一下子達到14多A，如下圖。
剛開始，遇到這個問題不知道如何去解決，沒有經驗，沒有方法。
在我一籌莫展的時候，同事見狀，詢問了緣由，立刻告訴我，解決這個問題需要增加緩啟動電路。
我當時還不懂緩啟動電路是怎么設計的。同事知道后，又耐心地給我解答，電路中電池的供電是由一個PMOS控制通斷的，PMOS的通斷是由單片機的IO口的高低電平控制一個三極管的通斷來實現的。緩啟動的設計只要是讓PMOS的導通時間變緩，電路上的做法是在PMOS的柵極和源極之間接一個合適的電容，PMOS的導通時間就會變緩了。
聽了同學的解答之后，我在PMOS的柵極和源極之間接了一個電容，發現電池的開機沖擊電流降下來了。試了幾個不同容值的電容，對應的效果都是不一樣的。
最后，選了一個合適的電容換上去，電池的開機沖擊電流降到了2.6A，效果如下。
展開 如何利用模擬乘法器提高高邊電流檢測的測量精度
如何利用模擬乘法器提高高邊電流檢測的測量精度
摘要：將模擬乘法器和高邊電流檢測放大器相結合，能夠在筆記本電腦或其他便攜儀器中實現電池充、放電電流的測量。本文討論將模/數轉換器(ADC)的基準電壓加到模擬乘法器的一個輸入端，以提高電流測量精度的方法。 引言 在對可靠性和精確性要求非常高的應用中，大量使用了高邊電流檢測放大器。筆記本電腦中，它被用來監測電池的充、放電電流，也可以用來監測USB口和其他電壓的電流。為了控制系統發熱和電源損耗，要求降低這些電壓的輸出功率。在便攜式消類產品中，高邊電流檢測放大器用來監測鋰電池的充、放電電流。汽車應用中，這樣的放大器不僅可以監測電池電流，也可以用來進行馬達控制和GPS天線檢測。在通信基站中，這樣的放大器也被用來監測功率放大器的電流。 ……
來源：http://www.autoelectronics.eet-c ... 001_TA_caf4ef6d.HTM
基于可靠性理論的交流接觸器可靠性試驗研究.doc
展開 干貨｜真實案例分享：MOS管電源開關電路，遇到上電沖擊電流超標
不會吧，這不是15A的MOS管么，我這平均電流才不到6A，峰值電流也不超過8A，怎么會用不了？雖然替代的MOS管導通電阻增加了幾個毫歐，我算了下耗散功率也沒增加太多，不應該有問題的。
A君：不是，其他參數都沒問題，最大脈沖電流超標了，替代的MOS管這項指標只有40A，之前那個是80A，你這個新項目測出來有60A。
我：不可能，這電路用了很久了，一直都沒出過問題，新項目雖然功耗增加了一些，但不可能有那么大脈沖電流，因為板上的大電容總容量又沒增加多少，你是不是測錯了？
A君：那你過來看看。
啪~~~~~我的臉...
不就是MOS管開關電路嘛，So easy，閉著眼睛也能設計出來。這里用的是PMOS，所以只要把柵極上拉到源極，再通過一個開關控制把柵極拉到地，這樣開關導通的時候MOS管也導通，完美。
然后就有了下面這個測試結果：黃色跡線是漏極電流，紫色是漏極電壓，藍色是源極電壓，綠色是開關使能，橘色用漏極電壓乘以漏極電流得到功率。是的我沒有看錯，開關導通的瞬間漏極電流最大能到60A！這次替代的MOS管最大脈沖電流是40A，這樣看來這個設計確實不安全。
可我還是不服氣，這個電路以前也用過，也詳細測過不可能出現這么大的脈沖電流，雖然新項目在MOS管后面增加了一些電容，但電容總容量實際沒增加太多，即使上電瞬間充電也不太可能產生這么大電流才對，一定是什么地方出錯了。
新項目的功耗增加了大概30%，電源樹結構與之前的也有不小的區別，不過設計時并沒有增大板級的大型儲能電容容值，而是放了更多容量稍小但性能更好的MLCC（多層瓷片電容）到個負載電源附近以獲得更好的效果。
難道是多加進來的這些MLCC在搗鬼？先仿真驗證一下看看。
展開 
低電流1路觸控單路觸控感應芯片VKD223EB家電觸摸檢測芯片
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VKD223EB
封裝形式：SOT23-6L
VKD223EB是單通道觸摸檢測芯片，功耗低、工作電壓范圍 寬以及穩定的觸摸檢測效果可以廣泛的滿足不同應用的需求, 此觸摸檢測芯片是專為取代傳統按鍵而設計，內建穩壓電路, 提供穩定電壓給觸摸檢測電路使用,觸摸檢測PAD的大小可依 不同的靈敏度設計在合理的范圍內。
集光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器于一體的顏色傳感器-WH3620
顏色傳感器是從發射器發射光，由接收器檢測檢測物體反射的光的“光電傳感器”的一種。其核心工作原理基于光的吸收、反射與透射特性，結合光電轉換技術，將顏色信息轉化為可處理的電信號。顏色傳感器能夠檢測紅色、藍色、綠色各自的受光量，能夠判別目標物的顏色。發射寬頻譜波長的光后由接收器接受并區分目標物反射光中的3 種顏色類型。檢測各種類型的紅色、藍色、綠色各自的受光量，算出受光比例。
顏色傳感器是一種能夠檢測并識別物體顏色的電子設備，廣泛應用于工業自動化、消費電子、印刷、紡織、醫療及農業等多個領域。
由工采網代理的WH3620是一款集成了光電二極管、電流放大器、模擬電路與數字信號處理器的光頻轉換器，它能夠同時輸出紅、綠、藍、白及紅外光（RGBW-IR）五個通道的數據，具備高精度、低功耗、高動態范圍等特點，適用于多種光照環境下的色溫與照度測量，實現對環境光的全面感知；使設備不再只是“感知光線強弱”，而是能夠“識別光源類型”、“判斷色溫變化”、“還原真實色彩”。
WH3620數字RGBW-IR顏色傳感器，支持紅、綠、藍、白（RGBW）及紅外光（IR）的多通道并行傳感，可實時輸出各通道數據，在不同光照條件（如白光LED、CWF、TL84、D65、光源A等）提供精準的LUX照度、CCT色溫及紅外環境感知能力，為智能設備提供優質光感方案。
智能顯示應用場景：自適應、護眼與色彩保真:?
一、自適應亮度與色溫（True Tone）?：
實時環境光分析?：通過RGBW通道精確檢測環境光的亮度與色溫，設備可依據此數據，動態調整屏幕背光強度和色溫，使得顯示屏內容在不同光照環境下（如暖光室內、冷白辦公室、戶外日光）始終保持適宜的觀看舒適度，畫面色彩保持一致性。
?
展開 電容式觸摸芯片4路觸摸檢測IC-VKD104CC 低電流4按鍵觸摸感應芯片
VKD104CC是4通道觸摸檢測芯片，功耗低、工作電壓范圍寬以及 穩定的觸摸檢測效果可以廣泛的滿足不同應用的需求,此觸摸檢測 芯片是專為取代傳統按鍵而設計,內建穩壓電路,提供穩定電壓給觸 摸檢測電路使用,觸摸檢測PAD的大小可依不同的靈敏度設計在合 理的范圍內。該芯片具有較高的集成度,僅需極少的外部組件便可 實現觸摸按鍵的檢測。 上電時可通過IO腳選擇4路輸出的參數：輸出電平，輸出模式，輸 出腳結構；上電時也可通過IO腳選擇是否使能待機模式和長按16S 復位功能以及選擇觸摸單鍵/多鍵模式。芯片內部采用特殊的集成 電路，具有高電源電壓抑制比，可減少按鍵檢測錯誤的發生，此 特性保證在不利環境條件的應用中芯片仍具有很高的可靠性。
展開 電路設計和家庭電路控制系統大全，學會接線不求人！
電路設計與電路工程明確用電需求，出設計圖紙。
所有線路應遵循平豎直，最短原則，減少彎線避免后期維修困難。
空調，廚房，衛生間，客廳，臥室，電腦及大功率電器等用專有的回路及相應漏電保護器。
電源線與暖氣，熱水，煤氣管平行間距應大于300cmmm，交叉間距大于10cmmm。
強電插座與弱電插座間距應保證大于500mm
插座離地面一般為30CM，開關一般距地130CM，插座開關在統一水平線上。
考慮家電家具位置及尺寸，常用插座正好位于床頭柜后邊，造成柜子不能靠墻的情況發生。
電視墻用電多，但后面沒必要設置太多插座，可以連一個插線板放在電視機側面。
保護措施包括接地保護（常見）和接零保護，統一系統中，嚴禁同時采取兩種保護方式。
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