电流检测放大器

电流检测放大器

电流检测电阻的高侧接法与低侧接法的比较

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连接方式	优缺点
高侧法	优点：负载的地是稳定的——缺点：用于测量电位差的放大器，输入端需要承受很高的共模电压
低测法	优点：对放大器要求不高，容易测量——缺点：负载的底端不稳定（不是牢靠的GND）

有多种方法可以实现高侧法测量电流，包括仪表放大器，差动放大器等。

以下为差动放大器电路

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以下为集成电流检测电路INA219

实际上测量负载电流更常用的方法是利用集成电流检测放大器。
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我们来说一下INA199内部功能框图

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增益计算：G=R1/R3
1.支持高的输入共模电压
2.内部采用差分放大电路
3.单个型号往往有多种不同增益版本
4.一般来说集成的芯片支持高的共模电压

它有多个增益版本

型号	增益（GAIN）
INA199x1	50V/V
INA199x2	100V/V
INA199x3	200V/V

仪表放大器

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下图为常用增益和电阻器值

各模块功能总结：
1.增益级：由输入的两个运放还有RF+RG来决定
2.第三个运放还有四个电阻构建成一个差动放大器，实现对共模信号的抑制。因此仪表放大器具有极高的CMRR
3.REF管脚：用于设置输出的直流偏置

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减法器放大差模信号的不足之处：

输入电阻较小。

增益调节需要至少两个电阻同时变化，既有难度也不够灵活。

对电阻的一致性要求很高。在实际应用中，要保证上面的RB/RA等于下面的RB/RA，需要缜密挑选电阻，难度也很大。

减法器到差分放大器的改进：
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集成差分放大器：内部包含一个运放+4个电阻

最大的优点就是将电阻集成到芯片里面，解决了电阻一致性的问题。但是依然面临两个问题，输入电阻小，调节增益困难。

再进一步升级蜕变成三运放仪表放大器
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芯片上的Vref相当于直流偏置电压

仪表放大器彻底解决了减法器存在的那三个问题：

输入端是高阻，即输入电阻接近无穷大。

增益调节灵活：通常用一个电阻RG即可调节，使用者非常容易实施控制。

内部电阻也是集成工艺生成的，匹配性很好。

INA282内部功能框图

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各模块功能总结：

增益级：由输入的两个运放还有RF+RG来决定。

第三个运放还有四个电阻构建成一个差动放大器，实现对共模信号的抑制。因此仪表放大器具有极高的CMRR。

REF管脚：用于设置输出的直流偏置。

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