热文:高边电流检测 VS 低边电流检测,这次终于搞明白了!

个人图书馆-汉无为   2023-06-23 16:50:28


【资料图】

第一部分,解释高低边检测的基本原理和概念;

第二部分,简述高边电流检测为什么需要更高的共模抑制比;

第三部分,低边电流检测方案存在的一些问题;

1、基本概念原理

我们根据采样电阻与负载的串联位置的不同,将电流采样电路分为低边电流采样与高边电流采样两种,如下图所示:左图是低边采样,右图是高边采样。

在低边采样电路中,采样电阻(Rshunt)放置在电源的接地端子和负载的接地端子之间。在高边采样电路中,采样电阻(Rshunt)放置在电源的正极端子和负载的电源输入之间。

电流采样电阻通常是毫欧级别的,为了以减少电阻消耗的功率,对于电流非常大的应用场合,采样电阻的值甚至可能只有几分之一毫欧。在大负载的应用场景中,即使电阻值很小,采样电阻功耗也可能是一个问题。例如,当 R=1 mΩ 和 I=100 A 时,采样电阻上消耗的功率为:

由于采样电阻很小,所以采样电阻上的压降也比较小,这时候需要用一个放大器将采样电阻上产生的小电压转换为适用于检测的电压范围。

我们需要注意的是,在高边电流采样的应用中,电路对运放的共模抑制比要求会比较高。

2、高边比低边检测需要更高的共模抑制比

假设采样电阻Rshunt=1 mΩ 并且是在负载I= 100 A的应用中。即使有这么大的电流,分流电阻上的电压降也只有100 mV。因此,低边电流检测应用中采样电阻两端的电压共模值仅略高于地电位。然而,对于高边电流检测,采样电阻两端电压的共模电平非常接近负载电源电压。