差分运放检测电流电路

差分运算放大器原理


电流测试电路,采用运放的方式作电流检测可以分为:“高端电流检测”和“低端电流检测”。如下图:


高端电流检测
优点:
-可以检测区分负载是否短路
-无地电平干扰
缺点:
-共模电压高,使用非专用分立器件设计较复杂、成本高、面积大

低端电流检测
优点:
-共模电压低,可以使用低成本的普通运算放大器
缺点:
-检流电阻引入地电平干扰,电流越大地电位干扰越明显,有时甚至会影响负载


实现开关电源项目常常会使用到的电流检测电路:


### 关于差分电路中的电流采样 #### 差分电路的工作原理 差分电路是一种能够接收两个输入信号并大小这两个信号之差的电路结构。其主要特点是具有良好的抗干扰性能以及高增益特性。在实际应用中,差分电路通常由一对参数匹配度较高的晶体管组成,这两只晶体管共享同一个发射极电阻,并且可以实现双端或单端输出[^2]。 #### 双电阻差分电流采样的设计方法 为了提高测量精度,在某些情况下会采用双电阻来进行差分电流采样。具体来说就是在每条支路上串联一个小阻值取样电阻Rs1和Rs2,当有微弱变化量流过这些电阻时会在两端产生相应的压降Vrs1=Is*Rsi,Vrs2=-Is*Rs2,其中负号表示方向相反;之后通过组成的减法器来获取两者之间的差异即ΔV=(Vrs1-Vrs2),从而间接得到待测电流的变化情况[^1]。 ```python def calculate_voltage_drop(current, resistance): """计算给定电流下的电压降""" voltage_drop = current * resistance return voltage_drop current_through_resistor = 0.001 # 假设电流为1mA resistance_value = 10 # 假设电阻值为10Ω voltage_across_resistor = calculate_voltage_drop( current_through_resistor, resistance_value ) print(f"Voltage across resistor: {voltage_across_resistor} V") ``` #### 应用实例分析 在一个典型的温度传感器接口电路里,由于环境因素的影响可能会引起三极管基极与发射极间电压发生改变(温漂),这会对最终读数造成误差。此时如果利用上述提到过的双电阻差分方式,则可以在很大程度上抵消掉这部分影响带来的不确定性,因为即使存在轻微波动也会被相互抵消而不会反映到输出结果上去。
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