低压侧电流测量

2025-01-02

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低压侧电流测量将分流电阻器放置在有源负载和接地之间。用于低压侧电流测量的最合适电路如图 2 所示。该电路使用 Texas Instruments INA181 电流检测放大器，但许多其他放大器也可用于低压侧测量。

图 2：使用 Texas Instruments INA181 的低压侧电流测量电路将电流检测电阻器放置在有源负载和接地之间。

低压侧电流测量很容易实现，因为分流电阻器两端的检测电压以接地为参考。此配置允许电流检测放大器为低压部分，因为被检测的电压为仅高于接地参考的毫伏量级。在此配置中，检测电压不会在更高的电压上工作，因此不需要共模抑制。低压侧测量法是最简单、实现成本最低的方法。

低压侧电流测量的缺点在于，由于分流电阻器的放置，负载不再以接地为参考，导致负载的低压侧高于接地电压几毫伏。

如果负载和接地之间存在短路，则无接地参考可能成为一个问题。例如，如果金属封闭负载（例如电动机）的接地参考外壳存在绕组短路，则会发生此类短路。电流检测电阻器可能无法检测到此类短路。

此外，放大器的共模输入电压必须包括接地以进行低压侧测量。对于采用正负电源供电的放大器来说，这通常不是问题，但对于采用单电源供电的放大器来说，这可能是一个问题。因此，当选择合适的放大器进行低压侧测量时，包含接地的共模电压范围就成为一项重要的标准。

进行低压侧电流测量还有一个重要方面。请注意，图 2 中的 Texas Instruments ADS114 ADC 直接接地，该 ADC 的低压侧输入节点靠近 INA181 电流检测放大器的输入接地参考连接。

对于使用低阻分流电阻器上产生的小电压（通过的是高负载电流）进行的电流检测，务必记住所有接地可能不并处于相同的电势。当地面网络或接地平面承载与许多电源应用关联的高电流时，系统中的一个接地点和另一个接地点之间很容易发生毫伏级别的电势差。作为预防措施，必须将相关接地参考接线保持在彼此非常接近的位置，以最大限度地减小接地参考之间的电压差。

要消除此误差源，ADC 的接地参考引脚必须靠近电流检测电阻器的低压侧和电流检测放大器的低压侧输入端。连接点是接地平面的重要部分，绝不能图方便。为确保无误，直接在原理图上记下此要求，并显示接地参考的星形连接，以确保真正强调了这一点。

同样，当电流检测电阻器两端的电压很小时，电流检测放大器的输入补偿电压会不成比例地影响放大精度。因此，最好选择输入补偿电压非常低的放大器。以上图 2 所示的 INA181 放大器的输入补偿电压为 ±150 微伏，适用于无共模电压的低压侧测量配置。

尽管有几个缺点，但如果负载不需要参考接地，并且负载和接地之间的内部短路不是问题，也不需要通过电流测量电路进行检测，那么低压侧电流测量配置就是一个很好的选择。

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低压侧电流测量

2025-01-02

图 2：使用 Texas Instruments INA181 的低压侧电流测量电路将电流检测电阻器放置在有源负载和接地之间。

低压侧电流测量的缺点在于，由于分流电阻器的放置，负载不再以接地为参考，导致负载的低压侧高于接地电压几毫伏。