两种电流检测电路设计方案 高侧 低侧 最高耐压90V

常用的电流检测电路有两种，一种是低压侧电流检测，另一种是高压侧电流检测。

实现方法：

两种电流检测电路工作原理一致，都是将采集到的电流以电压的形式呈现，对电压信号进行放大，送入ADC处理。最后知道了电压就能推算出电流的大小。

对于大部分应用，都是通过感测电阻两端的压降测量电流。电路检测电路常用于：高压短路保护、电机控制、DC/DC换流器、系统功耗管理、二次电池的电流管理、蓄电池管理等电流检测等场景。

一般使用电流通过时的压降为数十mV～数百mV的电阻值，电流检测用低电阻器使用数Ω以下的较小电阻值；检测数十A的大电流时需要数mΩ的极小电阻值，因此，以小电阻值见长的金属板型和金属箔型低电阻器比较常用，而小电流是通过数百mΩ～数Ω的较大电阻值进行检测。

测量电流时，通常会将电阻放在电路中的两个位置。第一个位置是放在电源与负载之间。这种测量方法称为高侧感测。通常放置感测电阻的第二个位置是放在负载和接地端之间。这种电流感测方法称为低侧电流感测。

电流检测电路设计方案(一)

低端检流电路的检流电阻串联到地，而高端检流电路的检流电阻是串联到高电压端。两种方法各有特点：

低端检流方式在地线回路中增加了额外的线绕电阻。

高端检流方式则要处理较大的共模信号。

低压侧电流检测

优点：

1、低压侧电流检测容易实现

2、采样电阻两端检测电压以地为参考，对运放比较友好，运放输入端不需要很高的共模电压。

缺点：

1、由于采样电阻Rs放置在接地端，负载不再以地为参考。导致负载低压侧高于接地电压几mV.如果负载和地存在短路，采样电阻可能无法检测到此类短路。

2、当有大电流经过时，接地点和另一个接地点很容易有mV级的电势差，这样会导致测得采样电阻两端的电压会不准。为了消除此误差源，ADC 的接地参考引脚必须靠近采样电阻的低压侧和电流检测放大器的低压侧输入端。

高压侧电流电测

优点：

1、容易检测负载内部是否对地短路。

2、不需要参考接地，大电流流过接地平面产生的压差不会影响测量。

缺点：

1、要求运放具有高共模电压，该共模电压可能非常大，需要达到几十V的共模范围。

(二)电流检测电路设计方案

传统的高端/低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容，最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(如图)：

要求电阻的匹配度要高，以保证可接受的CMRR。任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR降低到46dB；0.1%的变化使CMRR达到66dB，0.01%的变化使CMRR达到86dB。高端电流检测需要较高的测量技巧，这促进了高端检流集成电路的发展。而低端电流检测技术似乎并没有相应的进展。

（三）按需选择

两种电流检测电路各有优劣，根据使用场景可进行选择，如果对电流测量精度不高可以选用低压侧电流检测电路，如果对电流精度要求较高，可以选用高压侧电流检测电路。

FP135电流检测芯片PCB图：

审核编辑 黄宇