【应用】基于ISL28130放大器的低边低成本电流检测方案，检测电流高达±40A
方案简述：
ISL28130ISENSEV1Z评估板专为高达10A电流的低边电流检测而设计。该方案使用1mΩ电流检测电阻，能够处理4W功耗。ISL28130低成本微功耗放大器可获得电流检测输入信号，可用于直接驱动ADC输入。
ISL28130ISENSEV1Z评估板经过优化，可在+ 5V下工作。如图2原理图所示，ISL21010是一款低功耗精密基准电压源，采用节省空间的SOT-23封装，2.2V至5.5V单电源供电（最小电压取决于电压选项），并提供±0.2％的精确基准电压。在本案中，ISL21010在放大器输出端设置2.5V的零电流，与工作在5V电压下的ADC对接。在零电流下，参考电压将共模输入提高至GND以上约40mV。该连接可实现双向电流检测，允许检测电压相对于共模电压为正或负。这有助于诸如电动车电池的充电/放电电流或切换极性的电机环境的应用。
输入共模电压为高于地40mV和1mΩ检测电阻的情况下，可在放大器饱和前进行±40A的电流检测。但是，由于PCB铜电阻的影响，会在高电流检测时引起误差，因此，推荐的电流检测值为±10A。
图1 ISL28130ISENSEV1Z评估板实物图
图2 电流检测方案原理图
电路板布局：
评估板采用重型螺钉接线端子，可连接高达6 AWG的导线。1mΩ检测电阻由四个4mΩ的2512型电阻构成，以增加检测电路的功耗，严格允许的总功耗为4W。PCB板采用2盎司铜PCB制成，电流路径布置在顶层和底层，最大限度地减少走线电阻，保持精确的电流检测电阻。为了进一步减少检测误差，电流检测使用开尔文连接，其中检测电压拾取点位于电流密度分布的中心。
设置步骤：
1.将单电源+5VDC连接到+5V和GND端子。
2.将低边负载连接到端子接线片上。电流从板的顶部流向底部。
3.空载时，VOUT为2.5V。
4.在1mΩ检测电阻和放大器增益为63.5V/V时，检测电流读数为：（VOUT-2.5V）/0.0635（A）。
表1 电气参数列表
高电流检测：
该参考设计能够感应大于±40A的电流，但是，它受到铜PCB布局和电流检测电阻的温升等因素限制，并且受到放大器饱和的电气参数限制。必须考虑PCB走线的温升与高电流下消耗的功率，这可能导致铜走线分层。承载高电流的PCB走线由FR4板上下两层的2盎司铜制成。走线尺寸约为25mm宽和40mm长。大量过孔用于连接平面以降低热阻。电流检测电阻最大可消耗4W。
表2 物料清单
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海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2019-03-02好东西 -
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张者黄河 Lv5. 技术专家 2018-10-15厉害。 -
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鸿鹄鹰飞 Lv6. 高级专家 2018-09-21不错，±10A已经可以了 -
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你好，电流检测放大器INA240有同封装的国产替换吗？
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