近年来,对使用电流测量技术的具有多功能以及高安全性的电子电路的需求日益增加。我们将在本文介绍一种使用分流电阻检测电流的方法,并实际运行该电流检测电路来查看其检测效果。 目录‧ 测量电流值以保证电路安全运行
‧ 电流检测电路和分流电阻基础知识
‧ 将分流电阻连接至差分放大电路
‧ 制作电流检测电路并测量电流
‧ 用示波器观察电流值
‧ 通过改变分流电阻实现更高精度以及更大范围的电流检测
‧ 总结 测量电流值以保证电路安全运行
目前,对多功能、高安全性设备的需求不断增加,这些设备需要利用适用于其配置的更新的电子电路的电流测量技术。
例如,用于检测过流和电路运行异常并安全停止运行的监控电路,用于电池充电和电池容量检测的功能电路,以及同样非常重要的用于电机控制的电流监控电路,因此电流监控技术对于现代电路设计来说是必不可少的。 接下来我们将会介绍一种检测电流的方法,并实际运行该电流检测电路来查看其效果。 电流检测电路和分流电阻基础知识
您可能认为电流检测电路很复杂,但从原理上来说,其本身只是一个利用了“欧姆定律”的简单电路,而欧姆定律是电子电路领域中非常基础的理论知识。串联一个用于电流检测的电阻,通过欧姆定律将电阻的压降转换为电流值来实现电流检测。
用于电流检测的电阻称为“分流电阻”。
分流电阻是一种用于测量和检测电流的电子元件。电阻值范围为100μΩ 到几百mΩ。理想情况下,您应该使用阻值尽可能低的分流电阻,但在实际操作中,您应根据运算放大器的放大系数和检测目标范围来选择合适的阻值。 而如果使用低阻值电阻,压降量偏小,微控制器将会很难检测到电压,所以这时候应该使用具有低输入偏移电压的高精度运算放大器来对电流进行检测。 使用分流电阻和运算放大器的电流检测电路被称为“电流检测放大器”。 还有,分流电阻的“分流”指的是“避开,转走”。最开始指的是并联接入电阻,从而扩大模拟电流表的测量范围。最近将用于电流检测的贴片电阻称为分流电阻。虽然用法已经发生了变化,但是这种名称保持不变的现象也是很常见的。 将分流电阻连接至差分放大电路从原理上来说,使用分流电阻的电流检测电路是仅测量电压的简单电路。但是,由于分流电阻的压降很小,所以需要制作可以高精度放大电压的电路。因此,我们使用带有运算放大器的差分放大电路。
对于用于电流检测的运算放大器,请选择使用具有低输入偏移电压的高精度运算放大器。由于偏移电压在检测小电压值时会造成测量误差,因此请使用偏移电压尽可能低的“高精度运算放大器”,或可以自动调整输入偏移电压的“零漂移放大器”。 使用电流检测电路检测电路电流值我们使用分流电阻和运算放大器制作一个电流检测电路,并查看该电路是如何检测电流的。电流检测电路如下: 图为所要制作的电流检测电路。差分放大电路检测分流电阻的电压,然后将其放大为15倍以上的电压信号并输出
62mΩ贴片电阻用作分流电阻。可测量的最大电流值由贴片电阻的功率决定。 有奖问答:我们目前使用的是1W的电阻,所以由W = I2R,1W ≒ 4A × 4A × 62mΩ,最后计算得出最大电流为 A
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