传感器与IC简化电流测量技术
范围的SOIC器件,指导价为2.05美元（批量1000片）。
另一种适合很多应用的选项利用从匹配晶体管对上构建的电流镜来反映小部分到接地负载电流。由Zetex 公司提供的第一代ZDS1009器件,R2两端的任何电压都会在R1中引起一个平衡电流（图3）。如果R3等于R4,则传输特性为(I×R2)×(R4/R1), 使得易于将接地参考的输出电压换算为适合ADC的电平。今天,该公司的ZXCT系列采用一个外部电阻器来设定电路增益,并采用3或5引脚SOT-23封装,一般在2.5V～20V电源范围内可为100mV检测电压提供1%的精度。Zetex公司市场营销经理Alan Buxton指出,5引脚器件通过包含一个用于IC静态电流的接地引脚而能提供更高的精度,对于针对在100mV检测电压上工作进行优化的 ZXCT1009器件,该静态电流通常为4mA。
“通过使其输出浮动,3引脚器件可提供更大的设计灵活性。只需简单地在芯片输出与连接至接地的换算电阻器之间增加一个合适的齐纳二极管,设计人员即可适应任何电源电压。” Buxton表示。对于汽车或工业应用,输入电源线与IC电流输出端之间的齐纳二极管,可保护芯片免受由继电器与螺线管引起的瞬态冲击。在过压期间,齐纳二极管导通以在器件两端保持安全电压。该IC的电流镜设计意味着如果有足够高的反相极性,则其晶体管为正向偏置,但齐纳二极管会提供一个二极管钳位来将电流从IC上转移开。Buxton称还可以将两个器件背靠背连接来构成一个双向测量电路,他还补充说,公司将很快推出具有这种能力的IC。3引脚SOT- 23封装的ZXCT1009芯片售价为45美分（批量1000片）。
其他拥有可简化高端直流电流测量的专用IC的公司还有Ixys、美国国家半导体 (National Semiconductor) 与德州仪器 (Texas Instruments) 公司。Ixys公司最近刚进入该市场,其售价40美分（批量1000片）的IXI848芯片为采用8引脚SOIC封装,并能在2.7V至40V电源范围内工作。针对150mV检测电压特性化后的该IC,拥有典型0.7%的满量程精度。与内部精密电阻器的连接使用户能将增益设定为10 或插件电感器50V/V,以适合一系列外部检测电阻器。由于连接至一个可在增益10上驱动33 kV或在增益50上驱动165 kV的电流源,故其电压输出一般需要进行缓冲。美国国家半导体公司的LM3814芯片则与众不同,因为它集成了可输出一个中心频率与分辨率分别为160 Hz及0.8%的PWM波形,从而适合直接与微控制器连接的△－Σ调制器。该芯片还集成了检测电阻器以适应61A或67A的满量程范围,并能分别以 95.5% 及4.5% 的占空比传输正、负满量程值。LM3814芯片采用8引脚SOP封装,售价约为1.50美元（批量1000片）。
德州仪器公司提供的5引脚SOT-23封装INA138与INA168单极型监视器,具有该公司Burr-Brown产品的传统,适合2.7V~36V或 60V电一体电感压工作。这些电流输出器件具有便于使用的单个电阻器换算特点,售价大约1.25美元（批量1000片）。该公司还提供各种拥有汽车AEC- Q100品资的类似监视器（如INA169等）与新型电压输出器件。该INA193/198系列能适应 -16V至+80V的共模输入电压,并能提供20、50及100V/V的固定传输比,以便与外部电流分路一起使用。这些售价为80美分（批量1000片） 5引脚SOT-23封装的器件,可在-40℃ ~ +125℃温度范围内采用2.7V至13.5V电源工作。
检测FET的片式电感器的用途开关电流
另一种在线电流测量方法采用一种FET结构,该结构在与主功率开关一样的裸片上用一个小尺寸电流检测垫片来构成所谓的检测FET。这里,功率开关与检测元件之间的几何匹配,再一次将一小部分负载电流反映至检测引脚,从而使接地电阻器产生一个接地参考电压。国际整流器 (International Rectifier) 公司的N沟道HEXSense MOSFET一般适合于开关应用,并能以典型±2.5%的精度处理高达50A的电流或高达500V的电压。其最近推出的无铅产品——额定60V的 IRCZ44PBF器件,拥有最大0.028Ω的导通电阻（假设有足够的散热）,从而允许以TO-220封装的器件处理50A的电流。它以1: 2460~1: 2720检测比输出电流。将运放的正相输入连接至器件的开尔文接地引脚、以及将反相输入连接至其检测引脚,即可利用运放反馈回路中的一个电阻器来将输出换算至任意电平。该器件指导价为1.45美元（批量1000片）。
英飞凌科技公司 (Infineon Techno
logies) 的Sense-ProFET系列智能功率开关具有类似的电流检测能力（图4）。这里,承载负载的晶体管可能拥有5万个单元,而检测晶体管则大约拥有10个单元。运放与P沟道FET在检测晶体管两端保持负载晶体管的电位,并将部分电流反映至接地。从理论上讲,此电流等于负载电流除以负载晶体管与检测晶体管单元数之比。这些N沟道高端开关以芯片层叠技术构建,具有电荷泵驱动器及一系列保护与诊断功能。该系列开关适合汽车与工业应用,采用各种TO-252表面贴装及TO-220/218通孔塑料封装,开关电流为17A至165A。其最高电流BTS555器件,插件电感具有仅为2.5 mΩ的导通电阻以及520A的内部短路电流极限。在这种水平上的电流检测功能,包括用外部电路来降低短路电流极限,以充分利用器件极低开关损耗的优势等（参考文献3）。BTS555的指导售价为4.50美元（批量1000片）。
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