运放分流电阻检测放在高处(高侧)和低处(低侧)各有优缺点,以下是详细分析:
低侧检测
优点:
共模电压低:低侧检测时,分流电阻连接在负载和地之间,共模电压接近 0V。这使得运算放大器等检测电路可以使用较低电压等级、成本较低且更常见的器件,设计和实现相对简单。
电路稳定性高:由于共模电压稳定且较低,不易受到电源电压波动等因素的影响,电路的稳定性较好,抗干扰能力相对较强。
缺点:
无法检测接地故障:当发生接地故障时,电流会通过接地线旁路分流电阻,导致无法准确测量电流,可能会影响对电路故障的判断和保护机制的触发 。
存在地环路问题:在一些复杂的电路系统中,如果多个设备或电路之间存在地电位差,可能会形成地环路电流,干扰分流电阻检测的准确性。
测量范围受限:低侧检测时,分流电阻上的电压降是相对于地的,当负载电流较大时,分流电阻上的电压降可能会接近电源电压,导致运算放大器的输入电压范围受限,无法准确测量更大的电流。
高侧检测
优点:
可检测接地故障:高侧检测将分流电阻放置在电源与负载之间,能够检测到包括接地故障在内的所有电流情况,对于系统的故障诊断和保护更为全面和可靠。
不受地电位影响:避免了地环路电流的干扰,测量结果更加准确,尤其适用于对精度要求较高的电流检测场合。
测量范围宽:高侧检测的电压参考点是电源电压,相对而言可以测量更大范围的电流,不会受到接近电源电压时的测量限制,能够满足一些高功率、大电流负载的检测需求。
缺点:
共模电压高:高侧检测的共模电压等于电源电压,这就要求运算放大器等检测电路具有较高的共模电压抑制比和较高的耐压等级,否则会影响测量精度甚至损坏器件,相应的检测电路成本也会增加。
电路设计复杂:由于共模电压高,对电路的布线、隔离等设计要求更为严格,以防止共模干扰和电气安全问题,增加了电路设计和调试的难度。
综上所述,如果电路对成本较为敏感、对稳定性要求较高且不存在接地故障检测需求时,低侧检测是一个较好的选择;如果需要全面检测电流包括接地故障、对测量精度和范围要求较高的场合,则高侧检测更为合适 。