- 探究汽車電子中的低成本檢測電流
- 基于磁場的檢測方法
- 基于分流器的檢測方法
這篇文章，主要介紹電流的檢測。所涉及的車身電子部分中，用的運放非常少。因此還是把一些考慮結合使用中，讓大家發現設計中容易被忽略的一些因素吧。
首先考慮兩種不同的方法：基于磁場的檢測方法和基于分流器的檢測方法。
1.基于磁場的檢測方法
(以電流互感器和霍爾傳感器為代表)具有良好的隔離和較低的功率損耗等優點，在電源驅動技術和大電流領域應用較多，但它的缺點是體積較大，補償特性、線性以及溫度特性不理想。
2.分流器的方法
高精度低阻值電阻器目前具有大功率和小體積的特點，這種方法成本較低，精度較高。在汽車電子中用的較多。
以車窗控制為例，想要實現防夾的功能，通常是同時使用兩種方法進行檢測的。
我們面對的車身電子控制系統的工作電流，一般都在在1-100A之間，當然大部分負載都有Inrush電流，這也是我們需要注意的。今天需要涉及的還是分流器的方法。分流器的方法是在電流路徑中以串聯的方式插入一個低阻值的檢測電阻會形成一個小的電壓降，該壓降可被放大從而被當作一個正比于電流的信號。這是我們檢測的原理。
當然有兩種最為基本的拓撲：
低邊電流檢測
將檢測電阻放在負載和電路地之間，那么該電阻上形成的壓降可以用簡單的運放進行放大。
高邊檢測
將檢測電阻放在電源和負載之間。
如果更要細分，可將開關的位置一并考慮進去，因為我們面對的是感性負載。
對于高端檢測的運放電路入下圖所示：
對于低端檢測的運放電路如圖所示：
這兩個圖都是原理級別的，實際上有很多問題，值得我們去思考。
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1.低端檢測的缺點
先看系統性的問題，檢測電阻引入的可能會造成地線干擾，比如5毫歐電阻，在Inrush電流100A下，會到0.5V.事實上，一般檢測電源的地線與運放的地線不同，有可能產生1V的地線偏移。而大部分AECQ的運放如LM2902和LM2904的輸入電壓最大為-0.3V。-1V的電壓會讓運放在幾秒內燒毀。
事實上六中配置中的flying是需要慎重用的，如果產生了高壓和低壓的脈沖波形，同樣對運放來說是個災難。
最主要的是，本來低端檢測就是低成本方案，如果添加TVS，BOM成本會很難看。解決的方法，在運放輸入端上加入電容和肖特基二極管。
2.高端檢測的潛在風險
高端檢測的風險其實是很大的，首先是精度誤差：
電阻精度的誤差，運放的輸入偏置電壓和輸入偏置電流的誤差，當然圖中的電阻取值全部要方法，10K和100K。
最大的風險在于運放的鉗位電壓，普通的MOS工藝最高工作電壓為18V，高壓MOS為36V，再高需要采用特殊的工藝了。因此我們將運放的輸入端至于電源上，將要直接面對電源線的干擾。傳統的保護汽車電源TVS，能夠在40V以下完全開啟，因此我們需要選擇特殊的TVS。而TVS開啟是需要區間的，電壓的前移意味著靜態電流的增大。
屬于的電源與運放的電源不是同一個，在潛入路徑電子模塊熔絲取出，而另一路電源沒取出的時候，運放直接燒毀。如果采取二極管并聯一起供電，則需要對運放的電源端采取TVS保護，問題同上面是一樣的。
e，f的配置會產生巨大的電壓，也是需要被排除的。
因此運放用起來不容易啊，我看到的很少。而且成本也是一個很大的問題，LT有很多檢測電流的運放，成本較高。一個電阻+運放的配置還不如直接加電流傳感器呢。
