负载电流的检测最简单的方式一般为在电流回路中串接一个小电阻,检测电阻两端的电压;因近期项目需要,看了一些文章,以下是两个经典方案,作为参考,在根据具体设计进行调整。
一、低端运放电流检测方法
个人认为此种检测电路思想是比较好的一个方案,可以降低器件选型的参数要求以及忽略负载电压的变化,不过PCB布板设计上要注意,布板不合理,电流采样会有问题。
分析下原理: 运用运放的虚短特性,既得到了: V+ = V-; 运用运放的虚断特性,既输入端和输出端没有电流流过。所以R3和R6流过电流相等。 (VOUT-V-)/R3 = V-/R6; 由上面两个式子即可得到 VOUT = V+ * (R3 + R6)/R6; 而又有: V+ = I * R8; 所以有: I =V+ / R8 = VOUT * R6/(R3 + R6)/R8; 电流就这样转换出来了,调整好几个电阻的阻值,Vout 用单片机的ADC采样即可。
二、高端电流检测电路
此种电路检测是常用的电流检测方式,但其存在的问题就是负载电压的变化与电路参数相关性太强,不好进行匹配。
这个电路要检测电流最终的目的就是要得到图上VOUT和V1、V2的关系。
先来分析下输入端,虚断可知: V+/R7 = (V2-V+)/R5; 虚短得到: V+=V-; 输入负极的一条路电流是相等的: (V--VOUT)/R1 = (V1-V-)/R2; 通常在使用该电路的时候有R1 = R7、R2 = R5。 综合上式有: VOUT = (V2-V1)*R1/R2; V2-V1 = I*R4; 所以 I = VOUT*R2/(R1*R4) ;
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