基于STM32WIFI远程监控电压电流表（二）电流检测电路

电流检测电路

电流检测的原理
电流检测电路
- 1、低侧检测
- 2、高侧检测
应用电路

电流检测的原理

电路检测电路常用于：高压短路保护、电机控制、DC/DC换流器、系统功耗管理、二次电池的电流管理、蓄电池管理等电流检测等场景。
对于大部分应用，都是通过感测电阻两端的压降测量电流。
一般使用电流通过时的压降为数十mV～数百mV的电阻值，电流检测用低电阻器使用数Ω以下的较小电阻值；
检测数十A的大电流时需要数mΩ的极小电阻值，因此，以小电阻值见长的金属板型和金属箔型低电阻器比较常用，而小电流是通过数百mΩ～数Ω的较大电阻值进行检测。

测量电流时，通常会将电阻放在电路中的两个位置。第一个位置是放在电源与负载之间。这种测量方法称为高侧感测。通常放置感测电阻的第二个位置是放在负载和接地端之间。这种电流感测方法称为低侧电流感测。
两种测量方法各有利弊，低侧电阻在接地通路中增加了不希望的额外阻抗；采用高侧电阻的电路必须承受相对较大的共模信号。低侧电流测量的优点之一是共模电压，即测量输入端的平均电压接近于零。这样更便于设计应用电路，也便于选择适合这种测量的器件。低侧电流感测电路测得的电压接近于地，在处理非常高的电压时、或者在电源电压可能易于出现尖峰或浪涌的应用中，优先选择这种方法测量电流。由于低侧电流感测能够抗高压尖峰干扰，并能监测高压系统中的电流。

电流检测电路

1、低侧检测

低侧电流感测的主要缺点是采用电源接地端和负载、系统接地端时，感测电阻两端的压降会有所不同。如果其他电路以电源接地端为基准，可能会出现问题。为最大限度地避免此问题，存在交互的所有电路均应以同一接地端为基准，降低电流感测电阻值有助于尽量减小接地漂。
如上图，如果图中运放的 GND 引脚以 RSENSE 的正端为基准，那么其共模输入范围必须覆盖至零以下，也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。Rsensor将地（GND）隔开了。
输出电压：

当R1=R4，R2=R3时，VOUT=（V1-V2）*R4/R3
V1-V2则是采样电压，根据电压电流关系：I=V/R，即可计算出电流大小。

2、高侧检测

随着大量包含高精度放大器和精密匹配电阻的IC的推出，在高侧电流测量中使用差分放大器变得非常方便。高侧检测带动了电流检测IC 的发展，降低了由分立器件带来的参数变化、器件数目太多等问题，集成电路方便了我们使用。

应用电路

电路采用高侧检测电路，电流经0.01欧采样电阻，产生电压，INA213内部结构是一个差分放大器，增益为50 ，INA213电流检测芯片将采样的电压放大，输出放大的电压用于后级ADC采集。
INA213芯片说明：INA213手册