带有输入串联电阻的电流检测放大器的性能-EDA365

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带有输入串联电阻的电流检测放大器的性能

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概述

从功能上来说，电流检测放大器可看成一个输入级浮置的仪表/差分放大器。这就是说，即使仅采用VCC = 3.3V或5V单电源供电，器件仍然能够对共模电压远大于电源电压的输入差分信号进行放大。例如，电流检测放大器的共模电压可高达28V (MAX4372和MAX4173)和76V (MAX4080和MAX4081)。

电流检测放大器的这一特性对高边电流检测应用非常有用，在这些应用中需要放大高压线路上检测电阻两端的小信号电压，并将放大的电压反馈至低压ADC或低压模拟控制环路。在这类应用中，通常需要在源端对电流检测信号(如检测电阻两端的信号)进行滤波。该部分电路即可采用差分滤波器(图1)实现，以平滑负载电流“尖峰”并对电压进行检测；也可采用共模滤波器(图2)实现，以增强ESD性能，并抑制共模电压峰值和瞬时过压。设计上述滤波器时必须正确选择器件参数，以保证电路正常工作。如果元件值选择不当，将会引入无法预料的失调电压和增益误差，从而影响电路性能。

确定采用何种滤波器

现在就以图3所示的MAX4173电流检测放大器为例。该器件的检测电阻直接与芯片的RS+和RS-端相连。内部运算放大器使得RG1两端电压与检测电阻两端的差分电压相等，即ILOAD x RSENSE = VSENSE = IRG1 x RG1。然后，电流(IRG1)可通过内部电流镜进行转换和放大，从而产生输出电流IRGD。在MAX4173的内部电路中RGD = 12k，RG1 = 6k。

因此，VOUT = RGD x IRGD = RGD x 增益 x IRG1 = RGD x 增益 x VSENSE / RG1

由于RGD和RG1是片内电阻，因此，其实际电阻值通常随半导体制造工艺的变化最大波动可达