采用仪表放大器的0V压降分流器

 

无源分流器用于测量流经一个相对小阻值电阻的电流，一般对较大功率设备其满量程压降为60 mV，而对电子仪器为200 mV。与之类似，电流-电压转换器用于测量流经检测电阻的电流，它一般有更高的压降。但在某些情况下，输入端与地之间的压降必须尽可能低，0V为理想值（与被测电流无关）。如果你的应用需要这种特性，可以采用图1中的电流-电压转换器。此电路中，电阻R1用作一个经典的电流检测电阻，仪表放大器检测其上的被测电流，从而获得压降。该仪表放大器与R1不仅作为反相电流-电压转换器，而且也通过Point B处的一个电阻网络建立了一个电压。这个电压幅度等于R1上的压降，极性与ΔVR1相反。最后的结果就是，输入端A上的电压值为理想的0V，无论流入输入端的电流幅度与极性如何。

　　设计采用了ANALOG Devices公司的AD8223仪表放大器，因为它有缺省为5的电压增益，这个值以高精度接近于理想值。在缺省增益时的典型增益误差为0.03%，对B级IC的最差情况误差为0.1%（参考文献1）。当增益为5且R1与R2有相同值时，可以得出，对输入A的0V压降，R3的值是R2的两倍（图2）。图1中R1、R2和R3的都应是高精度、低温度系数型电阻。在R1和R2阻值为20Ω的实验电路中，存在着一个参照输入端0.8 ?A的零漂电流，而在1 mA输入电流时，输入端A的压降变化为0.27 mV。对负输入电流，输入端A上会出现类似负电压变化。电路的传输常数（或互阻）为：(ΔVOUT)/(ΔIIN)=–5R。

　　因此，如果输入电流为1 mA，则在输出端出现-100 mV电压。由于AD8223输出的拉入电流能力大约是供出电流能力的2.5倍，因此对正电流，输入范围也为2.5倍。将电源从±5V增加到±12V，就可以进一步增加正、负电流范围；也可以使用12V和-5V。如果你的设计需要更高的输入电流，就在仪表放大器输出和电阻R3之间放一个精密电压缓冲器，它要有相应的高输出电流能力。