電流檢測電阻器，也稱為分流器，是測量電流的首選技術(shù)。為了不對電流產(chǎn)生不利影響，分流器的電阻值較小，在兩端產(chǎn)生成比例的小電壓。因此，設(shè)計人員必須利用放大此小電壓的電路，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 進(jìn)行上游轉(zhuǎn)換。

分流電阻器兩端的小電壓通常必須從數(shù)十或數(shù)百毫伏增加到零點幾伏。此任務(wù)通常由運(yùn)算放大器或電流檢測放大器來執(zhí)行。電流檢測放大器是一種專用運(yùn)算放大器，集成了激光微調(diào)的精密電阻網(wǎng)絡(luò)，用以設(shè)置增益。通常，放大器電壓增益大約為 20 到 60 級，有時甚至更大。

如何使用電流放大器？當(dāng)我說“如何”時，我是什么意思？電流檢測放大器測量電流值，在某些情況下還可以計算功率。在某些情況下，放大器可以將當(dāng)前值與閾值進(jìn)行比較，但它無法決定該值的含義以及系統(tǒng)應(yīng)該如何處理。

電流檢測放大器的輸出通常在信號調(diào)節(jié)鏈中具有以下三種用途之一。

1. 輸出可以作為反饋來控制電路下一部分的特定動作。

2. 它可以進(jìn)入系統(tǒng)微控制器 (MCU)，該微控制器將根據(jù)當(dāng)前級別做出系統(tǒng)范圍的決策。

3. 它可以作為中斷通知控制器已超過特定閾值，而控制器無需關(guān)心實際值。

電流檢測放大器輸出的第一個用途是利用電流電平作為反饋到電路的其他部分，如圖 1 所示。在這種情況下，INA210或INA282等模擬輸出設(shè)備很可能會提供最好的解決方案的類型。電壓輸出饋入需要反饋的設(shè)備的輸入引腳。這方面的一個例子是使用恒流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)光二極管 (LED)。饋入 LED 的電流由電流檢測放大器測量，該輸出進(jìn)入穩(wěn)壓器的反饋引腳，例如TPS54218，2.95V至 6V 輸入、2A 同步步進(jìn)-down SWIFT? 轉(zhuǎn)換器。

圖 1：電流電平輸出提供反饋以控制電路其他部分的動作

第二個也是最常見的用例是將當(dāng)前級別信息提供給控制器，然后控制器將根據(jù)級別控制系統(tǒng)的其他方面，如圖 2 所示。例如，當(dāng)前系統(tǒng)的當(dāng)前級別可用于調(diào)整風(fēng)扇速度使所需的冷卻與產(chǎn)生的熱量相匹配。電流水平還可以調(diào)整時鐘速度，高性能集成電路 (IC) 正在以該速度運(yùn)行以平衡性能與熱量。

雖然上面提到的模擬輸出設(shè)備可以提供此用例所需的所有性能，但需要有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 供控制器使用數(shù)據(jù)。許多 MCU 提供可以完成這項工作的集成 ADC。但是，使用INA226或INA230等數(shù)字輸出設(shè)備可能允許使用成本更低的 MCU 或釋放集成 ADC 來執(zhí)行其他功能。此外，許多這些較新的數(shù)字輸出設(shè)備都提供警報功能，允許 MCU 忽略當(dāng)前測量系統(tǒng)，直到達(dá)到某個閾值。一旦警報觸發(fā) MCU，它就會開始監(jiān)控電流以確定下一步。

圖 2：電流電平饋入 MCU，控制系統(tǒng)的其他方面

這將我們帶到了第三個常見用例：超過過流閾值時觸發(fā)的簡單警報，如圖 3 所示。（想想 eFUSE 技術(shù)。）像INA300這樣的設(shè)備是一種易于實現(xiàn)、占用空間小的設(shè)備，支持此類僅警報用例的低成本過流比較器。

圖 3：電流電平用作中斷，通知控制器已超過特定閾值

我希望您現(xiàn)在了解電流信息在電流檢測放大器中的三種主要使用方式。在下一部分中，我將討論電流范圍如何影響器件選擇標(biāo)準(zhǔn)以及計算所需分流電阻值的基礎(chǔ)知識。