电流检测放大器
电流检测放大器
- 电流检测电阻的高侧接法与低侧接法的比较
- 以下为差动放大器电路
- 以下为集成电流检测电路INA219
- 我们来说一下INA199内部功能框图
- 仪表放大器
- INA282内部功能框图
电流检测电阻的高侧接法与低侧接法的比较
| 连接方式 | 优缺点 |
|---|---|
| 高侧法 | 优点：负载的地是稳定的——缺点：用于测量电位差的放大器，输入端需要承受很高的共模电压 |
| 低测法 | 优点：对放大器要求不高，容易测量——缺点：负载的底端不稳定（不是牢靠的GND） |
有多种方法可以实现高侧法测量电流，包括仪表放大器，差动放大器等。
以下为差动放大器电路
以下为集成电流检测电路INA219
实际上测量负载电流更常用的方法是利用集成电流检测放大器。
我们来说一下INA199内部功能框图
增益计算 ：G=R1/R3
1.支持高的输入共模电压
2.内部采用差分放大电路
3.单个型号往往有多种不同增益版本
4.一般来说集成的芯片支持高的共模电压
它有多个增益版本
| 型号 | 增益（GAIN） |
|---|---|
| INA199x1 | 50V/V |
| INA199x2 | 100V/V |
| INA199x3 | 200V/V |
仪表放大器
下图为常用增益和电阻器值
各模块功能总结：
1.增益级：由输入的两个运放还有RF+RG来决定
2.第三个运放还有四个电阻构建成一个差动放大器，实现对共模信号的抑制。因此仪表放大器具有极高的CMRR
3.REF管脚：用于设置输出的直流偏置
减法器放大差模信号的不足之处：
输入电阻较小。
增益调节需要至少两个电阻同时变化，既有难度也不够灵活。
对电阻的一致性要求很高。在实际应用中，要保证上面的RB/RA等于下面的RB/RA，需要缜密挑选电阻，难度也很大。
减法器到差分放大器的改进：
集成差分放大器：内部包含一个运放+4个电阻
最大的优点就是将电阻集成到芯片里面，解决了电阻一致性的问题。但是依然面临两个问题，输入电阻小，调节增益困难。
再进一步升级蜕变成三运放仪表放大器
芯片上的Vref相当于直流偏置电压
仪表放大器彻底解决了减法器存在的那三个问题：
输入端是高阻，即输入电阻接近无穷大。
增益调节灵活：通常用一个电阻RG即可调节，使用者非常容易实施控制。
内部电阻也是集成工艺生成的，匹配性很好。
INA282内部功能框图
各模块功能总结：
增益级：由输入的两个运放还有RF+RG来决定。
第三个运放还有四个电阻构建成一个差动放大器，实现对共模信号的抑制。因此仪表放大器具有极高的CMRR。
REF管脚：用于设置输出的直流偏置。