CATEGORIES

电流检测

电流感应放大器

电流检测放大器是一种差分放大器,可提供与流经其输入端负载中的电流成比例的模拟输出电压。

Current sensing

意法半导体的电流检测放大器IC产品组合可提供多种高性能器件。

Current sensing

电流检测解决方案为系统设计增加了极为重要的安全和保护功能。此类解决方案所提供的信息可控制电力系统中的电流,并避免过热和短路。电流检测也是电能计量的重要组成部分,以确保功率效率并最小化环境影响。

它们提供:

意法半导体电流检测IC产品组合的主要特点是确保稳定性应用的安全

  • -20至+70 V的线路监测功能
  • 双向或单向电流测量
  • 集成式解决方案,可缩短设计时间并减少所需的物料
    • 集成式EMI滤波器
    • 可选引脚增益
    • 关断功能
  • 稳定的器件,无需外部保护
  • 汽车级认证

 

10年长期供货计划保证

高压

对高压范围的耐受性和处理负电压的保护机制在大功率系统(如:电动车辆的电池)中必不可少。我们的电流检测放大器可在高压应用中工作,从而避免了额外的外部保护组件并简化了最终的结构布置。

精密/高精度

使用精密电流检测放大器可使设计人员以最小的误差测量分流电阻上的小压降。为了减小功耗,必须使用较小的分流电阻。凭借高精度的电流测量,精密电流检测放大器可提供更高的效率热性能

查看所有电流检测IC


电流检测放大器有哪些主要优势?

电流检测放大器为设计人员提供多项优势,包括能够:

  • 测量电流范围从几毫安到几百毫安
  • 在多种拓扑中执行实时电流测量
  • 借助集成的匹配电阻增益网络,可精确测量电流
  • 集成增益电阻,减小PCB尺寸
  • 维持扩展输入共模电压,远超供电轨

电流检测放大器如何工作?

电流检测放大器电路
电路实例

电流检测放大器的工作原理基于欧姆定律。当负载电流经过输入端的分流电阻器(Rshunt)时,会产生称为VSENSE的压降。此电压通常很小,以限制功耗。

之后,VSENSE利用内部仪表放大器放大。产生的输出电压(VOUT)是与负载电流成比例的电压。可以使用ADC(模拟-数字转换器)对其进行处理。

电流检测放大器有哪些主要类型?

高端低端电流检测放大器电路
电路实例

高端放大器

在电源轨和负载之间测量电流。施加在输入引脚上的直流电压可能比电源电压高得多。

优势
  • 接地故障检测
  • 抗地面干扰能力强
  • 直接从电源监测电流
挑战
  • 高输入共模电压
  • 支持输入共模电压的快速变化

低端放大器

在负载和地面之间测量电流。输入引脚上施加的电压接近地面。

优势
  • 易于实现
  • 高成本效益解决方案
  • VICM(输入共模电压)接近GND(零电压点)
挑战
  • 难以检测到接地短路
  • 多路输出电源(所有电流在GND线中合并)
  • 可能会干扰负载发现的接地电压

双向VS单向

在某些应用中,电流可从两个方向流入负载。在H桥拓扑中使用的电机控制应用就是这种情况。在这种情况下,电流检测放大器必须有一个额外的引脚,称为 VREF。VREF引脚允许设计人员在电源范围内的任何位置设置输出基准。双向放大器可用作单向电流检测放大器,将基准电压设置为一个电压轨。

如何为您的设计选择合适的电流检测放大器?

  1. 定义设备所需的配置

    高端配置:根据应用及其电源(VCC)所需的最大共模电压(VICM)选择电流检测放大器。

    低侧配置:选择可在接近0 V的共模电压下工作的电流检测放大器。
    也可以使用运算放大器,并增加4个外部电阻来设置增益。但是,PCB的尺寸会更大,且精度会降低。

  2. 观察电流方向

    定义所需的配置后,了解应用中的电流是否需要双向流动,以便选择双向或单向电流检测。

  3. 如需精确测量

    必须考虑与应用相关的几个参数。根据要测量的电流范围和使用的分流电阻器,进入分流电阻器的电压降可能非常小(数百µV)。为了获得更高的精度,必须考虑与偏移量和精度增益有关的误差。

Smart power sensing - Skateboard demo with the TSC1641 digital power monitor
电流检测
快速参考指南

New low/high-side bidirectional current sense amplifiers for Industrial and Automotive

TSC21x系列基于零漂移架构,可实现高精度电流检测,因而能够为设计带来出色的精度稳健性

TSC21x产品共有六种不同的版本 (TSC210 / TSC211 / TSC212 / TSC213 / TSC214 / TSC215),它们的增益各不相同。这些产品可在2.7至26 V的宽电源电压范围内工作,并且能耐受-40至125 °C的温度,堪称工业和汽车应用的理想选择。

此外,还提供评估板,帮助开发人员完成设计

STEVAL-AETKT2V1

为汽车、工业和电信应用提供带过电流保护的低侧和高侧电流检测放大器

TSC200TSC201TSC202是电流检测放大器,提供模拟电压输出,适用于高侧和低侧检测。

这些器件可以通过分流电阻检测-20 V至+80 V共模电压下的电流,TSC200的放大增益为20 V/V,TSC201为50 V/V,TSC202为100 V/V。

符合AEC-Q100标准的TSC200、TSC201和TSC202集成了一个具有输出锁存功能漏极开路比较器和一个内部0.6 V电压参考(连接到输入端)。

TSC2020:面向汽车和工业应用中高压 (100V) 精密电流检测的终极解决方案

凭借先进的双向检测能力,TSC2020可以通过分流电阻精确检测共模电压最高达100V的电流。

这款器件通过AEC-Q100汽车级认证,同时提供标准SO-8和MiniSO-8封装,非常适合检测极低的压降,因此是精密电流测量、过电流保护、电流监测和反馈回路的理想选择。

High-voltage, bidirectional current-sense amplifiers

无论电源电压如何,意法半导体TSC2010(20 V/V增益)TSC201160 V/V增益)TSC2012(100 V/V增益)高压双向电流检测放大器(可提供汽车级和工业级产品)均可借助分流电阻在–20到+ 70 V的宽共模电压范围内检测低至10 mV的极低压降。此外,还提供温度范围更宽(-40至150 °C)的型号:TSC2010HTSC2011HTSC2012H

与此同时,还提供评估板 (STEVAL-AETKT1V2),帮助开发人员完成设计。

eDesignSuite

eDesignSuite is a comprehensive set of easy-to-use design-aid utilities ready to help you streamline the system development process with a wide range of ST products.

Power Management Design Center

Thermal-electrical Simulators for Components

Signal Conditioning Design Tool

NFC/RFID Calculators

Choose design tool:

Power Supply Design Tool

SMPS design, by topology, by type and by product
PFC design with analog and digitial control
Supports various PCB configurations
Choose type:
DC/DC
AC/DC
太阳能电池充电器

LED Lighting Design Tool

Handles AC-DC and DC-DC design in common topologies
Displays interactive and annotated schematic
Provides current/voltage graphs, Bode plots, efficiency curves and power-loss data
Choose type:
DC/DC
AC/DC

Digital Power Workbench

Provides a step-by-step optimized design of power section and control loop
Generates the STM32Cube embedded software package for custom applications and allows firmware project generation, compatible with multiple STM32 IDEs

Power Tree Designer

Specify input/output power for each node in the tree
Check for consistency
Design each individual node
Choose design tool:

AC Switches Simulator

Select ratings and application waveforms
Get junction temperature and blocking voltage graphs
Search and sort suitable devices

Rectifier Diodes Simulator

Select ratings and application waveforms
Estimate power losses
Search and sort suitable devices

STPOWER Studio

Supports long mission profiles
Provides power loss and temperature graphs
Helps define heatsink thermal properties

Twister Sim

Help select the right ViPOWER Automotive power device
Supports load-compatibility, wiring harness optimization, fault condition impact and diagnostic analysis
Supports various PCB configurations

TVS Simulator

Specify system ratings and surge waveform
Search and sort suitable devices

Estimate

Build simple schematics and firmware inputs in minutes
Quickly generate reliable estimates of battery life, system power consumption and bill of materials costs
Choose design tool:

Active Filters

Handles multi-stage-designs and common topologies
Returns circuit component values
Provides gain, phase and group delay graphs
Low Pass, High Pass and Band Pass

Comparators

Handles most common configurations
Returns circuit components values
Provides I/O signal waveforms
Inverting, Non Inverting, Window

Low side Current Sensing

Returns circuit component values
Provides current error graphs

High side Current Sensing

Provides current error graphs.
Help to select the right High side current sensing and shunt devices.
Choose design tool:

NFC Inductance

Input geometry and substrate properties
Get antenna impedance

UHF Link Budget

Enter forward and reverse link characteristics
The tool returns link budget estimate

NFC Tuning Circuit

Enter antenna parameter and matching target
Select the topology of the matching network
The tool returns component values for the desired design targets