电流检测放大器
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。
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。
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。通过为电力系统提供电流控制信息，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。
主要特性
意法半导体电流检测IC产品组合的主要特点是确保稳健性和应用的安全：
- -20 V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，可缩短设计时间并降低BOM成本
- 集成式EMI滤波器
- 可选引脚增益
- 关断功能
- 稳健的器件，无需外部保护
- 车规级认证
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和热性能。
电流检测放大器主要优势有哪些？
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 (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通过内部仪表放大器被放大。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（模数转换器）对其进行处理。
电流检测放大器有哪些主要类型？
高边放大器
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
低边放大器
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
- 高性价比解决方案
- 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
双向与单向
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？
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定义设备所需的配置
高边配置：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。
低边配置：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。 -
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。
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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，经过分流电阻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。
面向汽车和工业应用的低侧和高侧电流检测放大器
意法半导体提供全面的电流检测放大器产品组合，专为汽车、工业和电信应用中的高精度、高可靠性和宽工作范围而设计。
高压、双向电流感应放大器
无论电源电压如何，意法半导体TSC2010（20 V/V增益）、TSC2011（60 V/V增益）和TSC2012（100 V/V增益）高压双向电流检测放大器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。TSC2010H、TSC2011H和TSC2012H还提供扩展温度范围（-40 °C至150 °C）；STEVAL-AETKT1V2套件可用于评估设备。
TSC2020、TSC2021和TSC2022可通过分流电阻在最高100 V的宽共模电压范围内实现精确电流检测。这些器件具有20 V/V、50 V/V和100 V/V的固定增益选项，支持具有极低压降的双向检测。符合AEC-Q100标准，并提供SO-8和MiniSO-8封装，是电流监测、过流保护和反馈回路的理想选择。STEVAL-AETK41V1评估套件可简化设计集成过程。
零漂移电流检测放大器
TSC210/TSC211/TSC212/TSC213/TSC214/TSC215基于零漂移架构，可提供高性能的精确电流检测，具有出色的精度和低偏移，同时提供不同的增益。这些产品可在2.7 V至26 V的宽电源电压范围内工作，并且能耐受-40 °C至125 °C的温度，堪称工业和汽车应用的理想选择。 STEVAL-AETKT2V1评估板可为工程师的设计工作提供支持。
带集成比较器和电压基准的电流检测放大器
TSC200、TSC201和TSC202提供带集成开漏比较器的模拟电压输出，具有输出锁存器功能和0.6 V内部电压基准。这些符合AEC-Q100标准的放大器支持-20 V至+80 V的共模电压，增益分别为20 V/V、50 V/V和100 V/V，非常适合用于过流保护和系统监控。为了支持开发人员开展设计工作，我们提供了STEVAL-AETKT3V1评估套件。
高精度电流检测放大器，具备增强的PWM抑制能力
TSC240是一款支持高侧/低侧配置的双向零漂移电流检测放大器，专为精准电流测量而设计，具备增强的PWM噪声抑制能力。支持通过分流电阻检测-4 V至+100 V宽共模电压范围内的电流，且其检测能力与电源电压无关。TSC240具备20 V/V固定增益，可检测到非常低的压降，同时最大限度减少测量误差。
该放大器工作电压范围为2.7 V至5.5 V，工业级温度范围-40 °C至+125 °C，非常适合高精度电流检测、过流保护、电流监测及反馈控制应用。其关键特性包括：出色的直流共模抑制比 (132 dB)、低增益误差（最大0.20%）、极低偏移电压（最大±20 µV）以及低静态电流（最大2.4 mA）。
TSC240已通过AEC-Q100认证，提供SO8和TSSOP8封装，适用于电机控制、电磁阀与阀门控制、电源管理、工业过程控制，以及汽车应用和电信设备。
面向汽车和工业应用的双向低侧电流检测放大器
TSC1801是一款精密低侧电流测量放大器，专门用于检测低共模电压下分流电阻上的电压降。
该器件具有20 V/V的固定增益，可在太阳能系统、混合动力汽车和纯电动汽车等应用场景中，为低侧电机控制和电源管理提供精确的高带宽电流检测。
eDesignSuite
eDesignSuite 是一套全面且易于使用的设计辅助工具，旨在帮助您简化系统开发过程，并支持广泛的ST产品。
电源管理设计中心
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