电流检测电路摘要：MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器，利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换，本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法，并给出了直流电源监测与保护的实现电路1 电源电流检测长期以来，电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。

而对于磁电仪表，一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量，在量程范围不统一时，分流电阻的选择也不标准，从而影响到测量精度。

对于互逆电源，由于测量必须利用转换开并来实现，因而不能随机地跟踪测量和自动识别。

在教学和实验室使用的稳压电源中，为了能够进行电流/电压的适时测量，可用两种方法来实现。

一种方法是彩双表法显示，此法虽好，但成本较高，同时体积也较大；另一种方法是采用V/I复用转换结构，这种方法成本低，体积小，因而为大多数电源所采用，但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示，也不方便。

那么，如何对电源进行自动监测呢？笔者在使用中发现，稳压电源的电压在初始调节状态时，往往显示出空载，而在接入负载后，则需要适时显示负载电流，因此，利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换，可实现一种电量用两种方法表示，并可完成自动监测转换功能。

为了实现I/V的转换，笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。

2 MAX471/MAX472的特点、功能美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品，有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。

它们均有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换，并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。

MAX471/MAX472具有如下特点：●具有完美的高端电流检测功能；●内含精密的内部检测电阻（MAX471）；●在工作温度范围内，其精度为2%；●具有双向检测指示，可监控充电和放电状态；●内部检测电阻和检测能力为3A，并联使用时还可扩大检测电流范围；●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围（MAX472）；●最大电源电流为100μA；●关闭方式时的电流仅为5μA；●电压范围为3～36V；●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。

MAX471/MAX472的引脚排列如图1所示，图2所示为其内部功能框图。

表1为MAX471/MAX472的引脚功能说明。

MAX471的电流增益比已预设为500μA/A，由于2kΩ的输出电阻（ROUT）可产生1V/A的转换，因此±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。

但对于MAX471，其输出电压不应大于VRS+-1.5V，对于MAX472，则不能大于VRG-1.5V。

表1 MAX471/MAX472的引脚功能说明引脚名称功能MAX471 MAX4721 1 SHDN 关闭端。

正常运用时连接到地。

当此端接高电平时，电源电流小于5μA内部电流检测电阻电池（或电源端）。

“+”仅指示与SIGN输出有关的流动方向。

封装时已将2和3连在了一2，3 - RS+起- 2 N.C 空脚- 3 RG1 增益电阻端。

通过增益设置电阻连接到电流检测电阻的电池端4 4 GND 地或电池负端集电极开路逻辑输出端。

对于MAX471来说，低电平表示电流从RS-流向RS+，对于MAX472，低电平表5 5 SIGN示VSENSE为负。

当SHND为高电平时，SIGN不为高阻抗，如果不需要SIGN，可将其悬空6，7 - RS- 内部电流检测电阻的负载端。

“-”仅表示与SIGN输出有关的流动方向，封装时已将6和7连在一起- 6 RG2 增益电阻端。

通道增益设置电阻连接至电流检测电阻负载端- 7 Vcc MAX471电源输入端。

连接至检测电阻与RG1的连接点电流输出，它正比于流过TSENSE被测电路的幅度，在MAX741中，此引脚到地之间应接一个2kΩ电阻，8 8 OUT每一安培被测电流将产生大小等于1V的电压OUT端为电流幅度输出端，而SIGN端可用来指示输出电流的方向。

SIGN是一个集电极开路的输出端（仅吸收电流），可和任何采用电压供电的逻辑电路相连，用100kΩ的上拉电阻即可把SIGN连接到逻辑电源。

对于MAX471来说，在电流从RS-流向RS+时，输出低电平。

而当电流从RS+流向RS-时，输出高电平。

在采有电流供电的电路中，无论是充电还是放电，只要负载电流大于1mA，SIGN端的输出都能精确地指示出电流方向。

在SHDN为高电平时，MAX471/MAX472进入关闭模式，此时系统的消耗电流小于5μA。

在关闭状态下，SIGN为高阻状态，OUT截止。

3 电源监测与保护电路用MAX471构成的直流电源监测与保护电路如图3所示，该电路可以和任意电源相连，能进行电流、电压的自动显示和过流报警与保护。

图中R1为MAX471输出端电阻，用于决定I/V的转换灵敏度。

由于笔者是采用85C1-V30V磁电式直流电压表来显示输出电压和电流的，所以R2为20kΩ，灵敏度为10V/A。

实际应用时，R1可用标准仪表来进行微调校正。

J1-1为电压/电流显示转换继电器。

在初始状态下调整输出电压时，由于未接负载，Irt为零，IOUT端的输出电压为零，J1不吸合，J1-1常闭以使昨电压表接入电源输出端，从而显示输出电压，并使VD3发光，以表示测接入量值为电压。

当负载电源后，IOUT端通过R1使VT2导通，继电器J1吸合，电压表通过JL-1接入IOUT端以显示I/V转换器，同时，VD4发光以表示测量值为负载电流，开关K为强制转换开关，可方便地将显示仪表设置为输出电压测量。

此开关一般情况下处在打开状态。

VT1为射极输出器，可用于减小VT2和IC2对IOUT端的影响。

过流保护电路用集成电路TL431来完成，J2为过流保护用继电器，W为过流保护调节电位器，当VA=UB[R5/（W+R5）]=2.5V时，TL431的阳极端电压为2.5V，J2吸合，J2-1切断输出；同时J2-2闭合，VD5发光指示，报警音乐集成电路IC3得电并通过VT3驱动报警喇叭，从而以声、光形式构成流保护指示。

用MAX471MAX472实现I/V的转换可简化对电源电流的测量，并可实行对高端电流的监测，可以和任意电源共地应用，它内置电阻精度高，且能关联扩流使用。

这对学生用实验电源的改造非常方便。

尤其是模块化电源监测的保扩板，由于它能够完成完整的I/V显示及过程保护功能，因此，特别适用于通用的实验电源。

电流检测电路的详细分析时间：2012-04-14 21:28:43 来源：广州大学作者：杨汝摘要：介绍电流检测电路的实现方法，并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题，最后用实验结果分析了升压电路中电流检测的方法。

关键词：电流检测电流互感器磁芯复位The Discussion of Current Sense in the Switch CircuitAbstract:The article has introduced the methods of current sense circuit.Then it discusses saturation of the current sense transformer and droop effect of the second side Current.At last the article has analyzed the current sense in the boost circuit through experiment.Keywords: Current sense, Current sense transformer, Core reset中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编号：02192713(2000)11590021引言功率开关电路的电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。

电流模式控制具有动态反应快、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点，因而取得越来越广泛的应用。

而在电流模式的控制电路中，需要准确、高效地测量电流值，故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。

本文介绍了电流检测电路的实现方法，并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题，最后用实验结果分析了升压电路中电流检测方法。

2电流检测电路的实现在电流环的控制电路中，电流放大器通常选择较大的增益，其好处是可以选择一个较小的电阻来获得足够的检测电压，而检测电阻小损耗也小。

电流检测电路的实现方法主要有两类：电阻检测（resistivesensing）和电流互感器（currentsensetransformer）检测。

电阻检测有两种，如图1、图2所示。

当使用图1直接检测开关管的电流时还必须在检测电阻RS旁并联一个小RC滤波电路，如图3所示。

因为当开关管断开时集电极电容放电，在电流检测电阻上产生瞬态电流尖峰，此尖峰的脉宽和幅值常足以使电流放大器锁定，从而使PWM电路出错。

但是在实际电路设计时，特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想，因为检测电阻损耗大，达数瓦，甚至十几瓦；而且很难找到几百毫欧或几十毫欧那么小的电阻。

图1电阻检测（接地）图2电阻检测（不接地）图3带滤波的电阻检测电路图4升压电路输入电感电流值检测图5电流放大器的箝位电路图6具有输入电压补偿的电流放大器箝位电路图7检测正电压的强制复位电路图8检测负电压的强制复位电路实际上在大功率电路中实用的是电流互感器检测，如图4所示。

电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽，电流互感器还提供了电气隔离，并且检测电流小损耗也小，检测电阻可选用稍大的值，如一二十欧的电阻。

电流互感器将整个瞬态电流，包括直流分量耦合到副边的检测电阻上进行测量，但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正常复位，尤其在平均电流模式控制中，电流互感器检测更加适用，因为平均电流模式控制中被检测的脉冲电流在每个开关周期中都回零。

为了使电流互感器完全地磁复位，就需要给磁芯提供大小相等方向相反的伏秒积。

在多数控制电路拓扑中，电流过零时占空比接近100％，所以电流过零时磁复位时间在开关周期中只占很小的比例。

要在很短的时间内复位磁芯，常需在电流互感器上加一个很大的反向偏压，所以在设计电流互感器电路时应使用高耐压的二极管耦合在电流互感器副边和检测电阻之间。

3防止电流检测电路饱和的方法如果电流互感器的磁芯不能复位，将导致磁芯饱和。

电流互感器饱和是一个很严重的问题，首先是不能正确测量电流值，从而不能进行有效的电流控制；其次使电流误差放大器总是“认为”电流值小于设定值，这将使电流误差放大器过补偿，导致电流波形失真。