當(dāng)前通過我們可以通過新型高邊監(jiān)測器的方程式可知，外部電阻對 CMRR 的影響不再是問題，因為現(xiàn)在的 MRR(典型值大于 90dB)主要取決于集成放大器。在單片 IC 中集成電流檢測功能具有如下優(yōu)勢：

有源和無源集成器件的嚴(yán)格容限

圖 1. 雙向高邊電流監(jiān)測器的簡化原理圖(MAX9928/MAX9929)，帶有表示電流方向的 SIGN 輸出

圖 2. 單向高邊電流監(jiān)測器(MAX4372)

圖 3. 另一種單向高邊電流監(jiān)測器(MAX4172)

圖 4. 單向高邊電流監(jiān)測器的另一種架構(gòu)(MAX4173)

選擇 RSENSE 的相關(guān)考慮事項

在設(shè)計任何類型的電流監(jiān)測器時，謹(jǐn)慎選擇檢流電阻(RSENSE)非常重要也必不可少。應(yīng)遵循以下標(biāo)準(zhǔn)選擇 RSENSE：

電壓損耗：高 RSENSE 值造成電源電壓通過 IR 損耗降低。最低的 RSENSE 值能夠?qū)崿F(xiàn)最少的電壓損耗。

精度：高 RSENSE 值能夠較高精度地測量低電流，因為其電壓失調(diào)和輸入偏置電流失調(diào)比檢測電壓小得多。

效率和功耗：大電流時，RSENSE 中的 I2R 損耗比較大，所以在選擇電阻值和功耗額定值(瓦特)時應(yīng)加以考慮。檢測電阻溫度過高也造成其電阻值漂移。

電感：如果 ISENSE 的高頻成分較大，RSENSE 必須具有低電感。繞線片式電阻的電感最高，金屬薄膜電阻稍好一些，但推薦低電感金屬薄膜電阻(1.5Ω以下可用)。與金屬薄膜和繞線片式電阻(也就是螺旋纏繞在核芯上)不同，低電感金屬薄膜電阻由直金屬條組成。

成本：對于 RSENSE 成本要求嚴(yán)格的應(yīng)用，可將 PCB 走線作為檢測電阻(圖 10)。由于銅電阻的精度不高，需要利用電位計調(diào)節(jié)滿幅電流。對于溫度變化范圍較寬的系統(tǒng)，銅電阻溫度系數(shù)相當(dāng)高(大約 0.4%/°C)。

圖 5. 該高邊電流監(jiān)測器(MAX4172)采用 PCB 走線作為 RSENSE

高邊監(jiān)測器的應(yīng)用

圖 6 所示的電路為可變線性電流源。IC1 將 R1 電流轉(zhuǎn)換為成比例的輸出電壓，使電壓調(diào)節(jié)器(IC2)產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出電流。為將 IOUT 設(shè)置為 0mA 至 500mA 之間的調(diào)節(jié)電流，在 ICONTROL 上施加 5V 至 0V 電壓(5V 設(shè)置 IOUT = 0mA，0V 設(shè)置 IOUT = 500mA)。作為替代方案，您可增加如圖所示的 D/A 轉(zhuǎn)換器，對 IOUT 進(jìn)行數(shù)字控制。對于 12 位分辨率(60μA/LSB)，DAC 可為并行輸入 MAX530 或串行輸入 MAX531;對于 10 位分辨率(250μA/LSB)，DAC 可為并行輸入 MAX503 或串聯(lián)行入 MAX504。

圖 6. 可變線性電流源(MAX603)

圖 7 所示電路為 0–5A 可編程電流源，利用 4V 至 28V 電源產(chǎn)生 0A 至 5A 電流，具有兩方面優(yōu)勢：12 位 D/A 轉(zhuǎn)換器使其能夠進(jìn)行數(shù)字編程;開關(guān)模式降壓型調(diào)節(jié)器(IC1)使其比使用線性晶體管的替代電流源的效率高。應(yīng)用包括過流保護(hù)、4–20mA 系統(tǒng)、電池充電器、高亮度 LED 控制、GSM 基站電源以及 H 橋電機控制。

圖 7. 0–5A 可編程電流源(MAX4173)

通用串行總線(USB)的廣泛應(yīng)用帶動了各種 2.7V 至 5.5V 電源過流保護(hù)電路的發(fā)展，但高于該電壓范圍的產(chǎn)品很少。圖 7所示的短路器工作在 26V 電源電壓下，利用可編程電流門限進(jìn)行觸發(fā)。