精密监视负电源电流的电路

摘要：该电流检测电路监视负电源，并提供一个正比于负载电流的正输出电压。

在一个高可靠系统中，电源电流监视通常是一项必备功能，因为电流过大会给系统造成损害，或危及其安全性。这些系统通过监视电源电流，在发生故障前将其关断，可以避免过载故障造成损害。然而，大多数电流监视IC被设计用于监视正电源。对于负电源，图1所示电路可以用来监视其负载电流并提供一个成正比的输出电压。

图1：这个电流检测电路监视负电源，并提供一个正比于负载电流的正输出电压。

运放(IC1A)的同相端和反相端电压被有源反馈电流镜强制拉平(相等)。这样V_R1 = V_SENSE，因此：

式1

现在，你有三种选择。你可以通过连接一个电阻R_O到地、到V_CC或到一个反相放大器，来将输出电流(I_R1)转换为电压。R_O连接到地(GND)可省掉正电源。此时，输出电压为负且正比于负载电流：

式2

你可以将R_O连接到V_CC以便得到正输出电压，但输出是以V_CC为参考电压的：

式3

为得到以地为参考点的正输出电压，你需要采用一个反相放大器(IC1B)，如图1所示：

式4

注意图中的R_O并不影响反相放大器的输出电压，通常这个电阻是出于稳定性考虑而设的。R_G可选，也是用于保持稳定，因其可以隔离运放和MOSFET栅极容性负载。最后，R_C用于补偿运放的输入偏置电流。

图2显示了图1电路的测量误差与负载电流的关系。为保证电流测量的精度，电阻(除R_G和R_C外)应具有优于1%的精度。R_SENSE的额定耗散功率必须高于负载电流在它上面产生的功耗。

图2：图1电路的电流测量误差在满量程时小于2%，但在较低电流下，运放固有的输入失调电压降低了测量精度。