LTC6101 是一个非常好的单向高压侧电流检测放大器。但是“单向”有时也是个问题。单向意味着两件事:不能检测负电流;不能一直准确地检测下去,直到电流为零。本文介绍一种设计方法,可以用一个 MOSFET 和一个电阻解决上述两个问题。
图 1 所示为 LTC6101 的正常工作模式。要检测的电流流经 RSENSE,从而建立检测电压。放大器将这个检测电压加到 R1 上,强制电流流经其内部 FET,这样 R2 上就产生了输出电压。从检测电压到输出电压的增益是 R2/R1,而检测电流到输出电压的总跨阻抗增益为 VOUT/ISENSE = RSENSE x R2/R1。使用 R3 是为了消除偏置电流的影响,以提高准确度。直到输出在 0V 时限幅,这个电路都能很好地工作。这个电路不能检测反向电流,只能在达到自己的失调电压之前准确跟随所加输入检测电压的变化,失调电压可能为正,也可能为负。
图 2 是修改后的双向检测电路。增加 MOSFET Q1(栅极偏置在 3V 至 5V 之间)和电阻 R4 形成一个输出偏置基准电压 VBIAS(大小取决于 Q1 的 VGS)。这个电路还会强制一个匹配电流(VBIAS/R4)流入漏极,给 R3(与图 1 相比,准确度已提高到 1%)加上准确的输入电压。这个输入电压现在是新的零点。也就是说,VSENSE = 0mV 时,流经左右两个支路的电流相同,相对于 VBIAS 的输出电压是 0V。所加的任何检测电压(由流经 RSENSE 的电流产生)都会以与以前一样的增益产生输出电压。但是相对于 VBIAS,输出电压可能为正也可能为负,可支持任一方向的电流。这就是一个 MOSFET 和一个电阻带来的新功能!不过请注意,实际的输入失调电压现在取决于准确度为 1% 的电阻,而且一般情况下会比未修改的 LTC6101 单向检测电路的失调大。(责任编辑:admin)
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