【应用】基于ISL28006电流检测放大器来检测高压轨上的电流方案
电流检测是电源管理的关键性技术之一，它可以用来防止电路故障和电池过放，也可以用来检测电路状态。常见的电流检测主要有两种方式。一种是利用电流的磁效应，通过专门的芯片检测电流流过的导体周围的磁场。另一种就是在电流路径中插入一个小电阻，然后测量电阻上的压降。其中第一种方式专用性太强，成本相对较高。比较常用的是第二种测量方式，本方案主要讨论基于电阻检测技术的高边电流检测方案，介绍使用电流检测放大器来检测高压轨上的电流。
在许多应用中需要检测电源总线高边导轨上的电流，并将其转换为对地电压，该电压与该电流成比例。如图1所示，在实际应用中，通常会将检测到的电压馈送到微控制器或用作开关功率控制器的模拟输入。
图1 高边电流检测原理图
针对此种情况，本方案推荐采用Intersil（RENESAS收购）的ISL28006电流检测放大器。ISL28006是一款具有电压输出的低功率，轨到轨输入的电流检测放大器，该方案是紧凑型解决方案，适用于高达28V的应用。其固定增益版本几乎不需要任何外部元件，大大节省了BOM成本，降低设计难度；ISL28006非常适用于高边电流检测应用，其中检测电压通常远高于放大器电源电压。当器件工作电压低至2.7V时，该器件可用于检测高达28V的电压。当采用2.7V至28V电源供电时，ISL28006仅消耗50μA的电源电流，具有极低的使用功耗，是便携式低功耗产品的理想选择。
图2 ISL28006引脚分配图
与同类产品相比，ISL28006的过温性能非常出色（450μV最大偏移）。需要注意的是，如果某些应用需要较低的偏移以获得更高的精度，或者需要检测高于28V的电压。可以采用高压运算放大器的标准差分放大器配置，但该电路在放大高压轨上的低电压时，需要极其紧密的电阻匹配。举例说明，如果使用1％电阻在5V轨上感应10mV，信号被电流检测放大器放大50倍后，放大器的零点偏移将会对测量结果产生重大的影响。因此，良好的电阻匹配和选择更为精密的电流检测电阻是两个有效的解决办法。测量原理图请参照图3。
图3 具有1％容差电阻的差动放大器配置
另一个值得注意的重要事项是。图3中的差分放大器配置需要使用额定电压的放大器，该放大器的大小与被检测的高电压轨相同。在本案中，低失调运算放大器具有更好的可用性，其工作电压为5V标称电源轨，而不是在较高电源轨运行的放大器。同类最佳的5V放大器具有μV级别的偏移。同类最佳的高压（30~40V）放大器具有10μV至100μV的偏移。而ISL28006的共模输入电压范围为0V至28V。专有架构将输入电压检测范围扩展至0V，使其成为高边检测应用的绝佳选择；这种架构的好处是在整个0V至28V共模输入电压范围内均能保持极高的总输出精度。且具有多种增益可选（100V/V，50V/V，20V/V和可调），采用节省空间的5 Ld SOT-23封装和6 Ld SOT-23封装。同时，该产品可在-40°C~+125°C的扩展温度范围内工作，可应用于更多场合，如汽车级高边电流检测应用。
图4 ISL28006电流检测放大器典型应用电路
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