高端电流检测的原理和电路
大电流注入测试原理
大电流注入测试原理
大电流注入测试是一种用于测量电路和电子元件性能的实验方法。
其原理是将高电流通过被测电路或电子元件，通过测量所产生的电压降来分析其性能及可靠性。
首先，选取适当的直流电流源，根据被测电路或元件的额定电流和工作条件，选择合适的测试电流大小。
然后，将电流源与被测电路或元件相连接。
在测试过程中，由于电流的通过会引起电压降，可以通过测量电路的输入和输出电压来得到电流通过时的电压变化情况。
通常情况下，使用示波器和电压电流表来进行测量。
通过测量电压降，可以得到被测电路或元件的阻抗、电导、功率等参数，从而判断其性能是否符合要求。
同时，也可以通过观察电流通过时是否有异常现象，如过热、电压波动等来评估被测电路或元件的可靠性。
需要注意的是，大电流注入测试需要谨慎进行，因为过大的电流可能会导致元件烧毁或损坏。
在进行实验前，应根据被测电路或元件的额定电流和工作条件，选择合适的测试电流大小，并确保测试环境的安全性。
综上所述，大电流注入测试通过将高电流注入被测电路或元件，并测量电压降，来评估其性能和可靠性。
这种测试方法在电子元器件研发和生产过程中具有重要的应用价值。
储能BMS系统-高精度电流测试检测技术原理
储能BMS系统-高精度电流测试检测技术原理BMS（Battery Management System，电池管理系统）是电动汽车、储能系统和其他需要高性能电池应用中的关键组件。
它负责监控电池的状态，执行必要的诊断，并控制电池的充放电过程以确保安全性和延长使用寿命。
锂离子电池储能系统的BMS实行两级控制架构：针对电芯的电池管理单元（BMU）和针对电池模块的集中管理单元（CMU）。
BMU负责电池模块内电芯级别的控制，包括电芯电压和温度信号监控、均衡控制、荷电状态（SOC）估算、电池健康状态（SOH）估算和热管理控制。
电芯状态数据通过CAN 总线传输到CMU。
CMU负责模块级别的控制，包括系统继电器的控制、告警信号输出、与外部设备的输入输出。
CMU汇总串联电池组中所有电芯的状态信息，包括电压、电流、温度、SOC、SOH，经触摸屏显示，或通过RS485与PC计算机通讯，用于系统配置和故障诊断。
CMU与BMU 和外部设备之间均通过CAN总线通讯，提高系统的可靠性。
储能电池管理系统结构示意图在储能BMS中，高精度电流检测技术对于实现这些功能至关重要。
以下是几种常见的高精度电流检测技术：准确的电量计算：通过高精度的电流检测，BMS可以精确计算电池的充放电电量，实现电池电量的有效管理，防止过充或过放现象的发生，从而延长电池的使用寿命。
状态监控：高精度的电流检测能够实时监控电池的工作状态，及时发现异常情况如短路、过载等，确保电池的安全运行。
寿命预测：长期的电流数据分析有助于BMS预测电池的使用寿命，为制定合理的维护计划提供依据，从而进一步延长电池的使用寿命。
能量管理：精确的电流检测有助于优化电池的能量管理策略，提高系统的整体能效。
1、分流器电流检测技术原理：通过在电路中串联一个已知电阻（分流器），测量其两端的电压降来计算电流。
优点：成本低、结构简单。
缺点：分流器的电阻值和温度系数对测量精度有较大影响，需要进行温度补偿和校准。
电流检测原理
电流检测原理电流检测是指通过一定的方法和手段，对电路中的电流进行检测和测量。
其原理基于欧姆定律和安培定律。
欧姆定律规定，在恒温下，电流通过导体的大小与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
即I=U/R，其中I表示电流强度，U表示电压，R表示电阻。
安培定律则规定，在一段导线中，通过该导线的总电流强度等于该导线两端所接入的所有载流子数之和。
即I=∑nq/t，其中I表示总电流强度，n表示载流子数，q表示每个载流子携带的电荷量，t表示时间。
基于以上原理，在进行电流检测时可以采用不同的方法和手段。
以下将介绍几种常见的检测方法：1.磁通量法：利用安培定律中磁通量与电流强度之间的关系来进行检测。
将待检测导线穿过一个磁环或螺线管中心，并施加交变磁场，则在导线内部会产生感应电动势，并产生感应磁场。
根据法拉第-楞次定律可知，感应磁场与感应电动势方向相反。
因此，通过测量磁通量的变化，即可得到导线中的电流强度。
2.霍尔效应法：利用霍尔元件的特性来进行检测。
将霍尔元件置于待检测导线旁边，并施加恒定的磁场，则在元件内部会产生霍尔电压。
根据安培定律可知，霍尔电压与导线中的电流强度成正比。
因此，通过测量霍尔电压的大小，即可得到导线中的电流强度。
3.阻抗法：利用待检测导线内部的阻抗特性来进行检测。
将待检测导线连接至一个交流电源和一个负载上，并通过测量负载两端的电压和当前流过负载的总电流强度来计算出负载中所消耗的功率。
根据欧姆定律可知，待检测导线内部消耗的功率与其内部阻抗成正比。
因此，通过计算出待检测导线内部阻抗，即可得到其内部电流强度。
4.直接法：利用直接连接式感性或非感性互感器来进行检测。
将感性或非感性互感器连接至待检测导线上，并通过测量互感器的输出信号来计算出导线中的电流强度。
其中，感性互感器是利用电流在线圈中产生磁场，进而感应出电势来进行检测；非感性互感器则是利用电流在高导磁率材料中产生磁通量，进而感应出电势来进行检测。
三极管电流检测电路
几个巧妙的电流检测电路在电源等设备中通常需要做电流检测或反馈，电流检测通常用串联采样电阻在通过放大器放大电阻上的电压的方法，如果要提高检测精度这地方往往要用到比较昂贵的仪表放大器，以为普通运放失调电压比较大。
下面介绍几种巧妙的廉价的电流检测电路，1.三极管电流检测电路如果简单的用三极管导通与截止来检测电流的话，三极管开启要0.7V左右，电流比较小的时候需要串比较大的采样电阻，同时浪费较大的反馈电压，如上图方法，可以用比较小的电阻，消耗很小的电压就能检测到电流I，通过调整三极管基极电阻可以调整检测的灵敏度。
这个电路可以用在充电器等需要显示有没有充电电流的地方。
2.高灵敏度电流检测电路这个电路用两个二极管做电流采样，灵敏度非常高，电流可以做到动态范围很大，在大功率或高电压应用场合比较合适，缺点是电压需要损坏掉约1.4V。
3.TL431电流反馈电路TL431 价格低廉，在开关电源的反馈环路大量应用，但其FB电压为2.5V，直接用做电流反馈时要很大的采样电阻，浪费电压。
图中用两个TL431实现电流反馈，可以用比较小的采样电阻实现精密的电流反馈，如果还有电压反馈网络，再并上U3的电压反馈电路。
这是一个电源产品的电流检测部分，U2和R2构成一个高端电流检测电路将电流转换为电压输出，U1A和U1B构成电压跟随器，跟随器的输出电压分为两路，一路进入单片机进行AD转换，另一路送到Q2构成过流检测电路。
现在对这个电路有点不明白的地方时，U1A和U1B的用法不太理解，不知道这样用有什么好处，C2和R9在这里有什么用处呢。
另外三极管构成的过流保护电路电流的截止点能够精确么？注：Q2集电极信号是连接到单片机的IO口，检测电平这个电路的0点电流要求准确，也就是说单片机通过AD检测到电流为0的时候，需要关断电源的输出。
跟这个有关系么？用Multisim仿真了一下，C2、R9的作用不大，有C2和R9的电路，信号的幅度更接近0，如图电流检测电路的推算原理那位大侠说一下这个电流检测电路的推算原理？根据“虚短&rdquo，R1上的电流为(Rs/R1)Icharge,而R3上的电流接近于(Rs/R1)Icharge。
浅谈电流检测方式(Allegro电流传感器简介)
一、检测电阻+运放优势：成本低、精度较高、体积小劣势：温漂较大，精密电阻的选择较难，无隔离效果。
分析：这两种拓扑结构，都存在一定的风险性，低端检测电路易对地线造成干扰；高端检测，电阻与运放的选择要求高。
检测电阻，成本低廉的一般精度较低，温漂大，而如果要选用精度高的，温漂小的，则需要用到合金电阻，成本将大大提高。
运放成本低的，钳位电压低，而特殊工艺的，则成本上升很多。
二、电流互感器CT/电压互感器 PT在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比的倒数。
而CT 和PT就是特殊的变压器。
基本构造上，CT的一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路的绝缘，伤及设备和人身。
PT相反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。
CT,电流互感器，英文拼写Current Transformer，是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。
它的工作原理和变压器相似。
也称作TA或LH（旧符号）工作特点和要求：1、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。
2、二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。
3、CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。
4、变换的准确性。
PT，电压互感器，英文拼写Phase voltage Transformers，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。
也称作TV或YH（旧符号）。
工作特点和要求：1、一次绕组与高压电路并联。
2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。
3、二次绕组有一点直接接地。
4、变换的准确性三、模块型霍尔电流传感器模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。
漏电检测仪的工作原理
漏电检测仪的工作原理
漏电检测仪的工作原理基于电流的测量和比较。
其主要原理如下：
1. 检测电路：漏电检测仪会连接到待测电路上，形成一个回路。
一般情况下，漏电检测仪是通过插头与电源插座连接，通过检测仪的输出端与待测电路的负载连接。
2. 漏电电流检测：漏电检测仪会测量电路上的总电流。
当电路正常工作时，漏电检测仪会测量到通过电路的总电流正常且接近于零。
3. 比较和判断：漏电检测仪会将测量到的总电流与设定的阈值进行比较。
如果测量到的总电流超过设定的阈值，说明存在漏电情况。
4. 报警和指示：当漏电检测仪判断存在漏电时，会发出警报或者触发警示灯，以提醒用户注意并及时采取措施。
5. 安全保护：漏电检测仪一般还具有过载保护和短路保护功能，可在电路发生过载或短路时进行断电，以确保电路和用户的安全。
需要注意的是，漏电检测仪应该定期进行校验和维护，以确保其准确性和可靠性。
此外，不同的漏电检测仪可能采用不同的技术和算法，工作原理可能存在细微差异。
以上是一般工作原理的简要描述。
取样电阻在电路中的应用
AN1014
_____________________________________________________________________ 此电路要比在源极/发射极下串取样电阻的方法要好，因为只有一小
部分漏极电流流过取样电阻，所以功耗显著降低。一个可能的缺点是在额定电 压和 Rds(on)方面与常规 MOSFET 相比，没有太多的 Hexsense MOSFET 可供选 择。 欠饱和检测电路
VY=Vx * R3/(R2+R3) R3=457
设 R2=20k
4） 布板注意事项
以下是在应用电流传感驱动器时布板需要注意的几点。
1）尽可能缩短输出到门极的连线（小于 1 inch 比较合适）。 2）使电流检测电路尽可能靠近 IC 以使由电路耦合噪声引起误触发的可能性
降到最低。 3）所有大电流连线尽可能加宽以减小电感。 4）更进一步的布线提示可以参考设计提示 97-3“由控制 IC 驱动的功率电
Vx=VD1+VDS Vx=1.2+10 Vx=11.2V
AN1014
_____________________________________________________________________
IR2127 CS 端开启电压为 250mV，所以我们需要对 Vx 分压，使 Vx=11.2V 时， Vy=250mV。
当输入被关掉，FAULT 信号被清掉，IC 被复位。如果过流依然存在， 对于接下来的有效输入信号 IC 将重复上述动作。因此过流保护是一个周期一个 周期重复的。
图 1）IR2127 典R2125 的典型接线图。IR2121 的典型接线图与其相似，
浅谈霍尔电流传感器ACS785ACS712系列电流检测方式
浅谈霍尔电流传感器ACS785/ACS712系列电流检测方式浅谈电流检测方式一、检测电阻+运放优势：成本低、精度较高、体积小劣势：温漂较大，精密电阻的选择较难，无隔离效果。
分析：这两种拓扑结构，都存在一定的风险性，低端检测电路易对地线造成干扰；高端检测，电阻与运放的选择要求高。
检测电阻，成本低廉的一般精度较低，温漂大，而如果要选用精度高的，温漂小的，则需要用到合金电阻，成本将大大提高。
运放成本低的，钳位电压低，而特殊工艺的，则成本上升很多。
二、电流互感器CT/电压互感器PT在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比的倒数。
而CT 和PT 就是特殊的变压器。
基本构造上，CT 的一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路的绝缘，伤及设备和人身。
PT 相反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。
CT,电流互感器，英文拼写Current Transformer，是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A 或1A 的变换设备。
它的工作原理和变压器相似。
也称作TA 或LH（旧符号）.工作特点和要求：1、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。
2、二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。
3、CT 二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。
4、变换的准确性。
PT，电压互感器，英文拼写Phase voltage Transformers，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V 的变换设备。
电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。
也称作TV 或YH（旧符号）。
工作特点和要求：1、一次绕组与高压电路并联。
2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。
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高端电流检测的原理和电路
作者：Maxim公司Gert N.Helles 来源：《电子产品世界》
摘要：本文介绍低端、高端检流电路的结构和它们的应用。
关键词：电流检测限流
电流测量技术具有极为广泛的
应用，许多系统中都需要检测流
入、流出电流的大小。
例如，电流
保护/电流监测设备、4-20mA电流
环系统、可编程电流源、线性/开关
模式电源、以及需要掌握流入流出
电流比例的充电器或电池电量计量
器。
由于很多应用是便携式的，因
此电流检测电路还必须具有小体
积、低功耗的特性。
高端/低端检流电路
低端检流电路的检流电阻串联到
地(图1），而高端检流电路的检流
电阻是串联到高电压端(图2）。
两
种方法各有特点：低端检流方式在
地线回路中增加了额外的电阻，高
端检流方式则要处理较大的共模信
号。
图1所示的低端检流运放以地电
平作为参考电平，检流电阻接在正
相端。
运放的输入信号中的共模信
号范围为：(GND-
RSENSE*ILOAD）。
尽管低端检流
电路比较简单，但有几种故障状态
是低端检流电路检测不到的，这会使负载处于危险的情况，利用高端检流电路则可解决这些问题。
高端检流电路直接连到电源端，能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施，特别适合于自动控制应用领域，因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。
传统高端检流电路
传统的高端/低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。
高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容，最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地(图3）：
VO=IRS*RS；R1=R2=R3=R4
该方案已广泛应用于实际系统中，但该电路存在三个主要缺点：
1）输入电阻相对较低，等于R1；
2）输入端的输入电阻一般有较大的误差值；
3）要求电阻的匹配度要高，以保证可接受的CMRR。
任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR降低到46dB；0.1%的变化使CMRR达到66dB，0.01%的变化使CMRR达到86dB。
高端电流检测需要较高的测量技
巧，这促进了高端检流集成电路
的发展。
而低端电流检测技术似
乎并没有相应的进展。
采用集成差分运放实现高端电流
检测
采用差分运放进行高端电流检
测的电路更便于使用，因为近期
推出了许多种集成电路解决方
案。
集成电路内部包括一个精密
运放和匹配度很好的电阻，
CMRR高达105dB左右。
MAX4198/99就是这样的产品，它的CMRR为110dB，增益误差优
于0.01%，而且采用小体积的8引脚mMAX封
装。
专用高端检流电路内部包含了完成高端电流检测
的所有功能单元，可在高达32V的共模电压下检测
高端电流，并提供与之成比例的、以地电平为参考
点的电流输出。
需要对电流做精确测量和控制的应
用，如电源管理和电池充电控制，都适合采用这种
方案。
MAXIM的高端检流运放中所使用的检流电阻放
置在电源的高端和被检测电路的电源输入端之间，
检流电阻放在高端不给地线回路增加额外阻抗，这
项技术提高了整个电路的性能并简化了布版要求。
MAXIM推出了一系列双向或单向电流检测IC，有
些双向电流检测IC内置检流电阻，可检测流入或
流出被检电路的电流大小并通过一个极性指示引脚
显示电流方向。
增益可调的电流检测IC、固定增
益（+20V/V，+50V/V，或+100V/V）电流检测芯
片或包括单双比较器的固定增益电流检测IC，都
采用小体积封装，如SOT23，可满足对尺寸要求苛刻的应用。
图4是用MAX4173构成的高端电流检测电路。
图中输出电压与检流电阻的关系式为：
Vo=RGD*(Iload*Rsense)/RG1)*b式中b为镜像电流系数
上式可进一步简化为: Vo=Gain*Rsense*Iload;Gain= b*RGD/RG1
Gain分别为：20(MAX4173T)，50(MAX4173F)，100(MAX4173H).
通过以上计算公式可看出，CMRR由内部集成检流电路的工艺决定(典型值>90dB），不再受外部电阻的影响。
采用集成检流电路有以下优点：
1、器件的一致性好
2、极好的温漂特性
3、体积小
4、低功耗
5、使用方便
选择检流电阻的注意事项
检流电阻RSENSE应根据以下几条原则进行选择：
1、电压损耗：检流电阻阻值过大会引起电源
电压以IR的数值降低。
为了减少电压损耗，应
选用小阻值的检流电阻。
2、精度：较大的检流电阻可以获得更高的小
电流的测量精度。
这是因为检流电阻上的电压越
大，运放的失调电压和输入偏置电流的影响就相
对越小。
3、效率和功耗：当电流较大时，RSENSE上
的功耗I2R就不能忽略。
在考虑检流电阻和功耗
时，需要注意这一点。
如果允许检流电阻发热，
则电阻阻值可大一些。
4、电感：如果ISENSE包含大量高频成分，则
检流电阻的电感量要很小。
线绕电阻的电感最
大，金属膜电阻比较好。
5、成本：如果合适的检流电阻的价格太高，
则可采用另一种替代方案(图5）。
它采用电路板
的印制线作为检流电阻。
由于印制板铜线“电阻”并不精确，电路里需要一个电位器调节满量程电流值。
另外，铜线的温漂较大(大约为0.4%/℃），在宽温度范围下工作的系统需要考虑这一点。
可调节的线性电流源
可调节线性电流源(图6)是利用高端电流检测器构成的一个典型应用电路，IC1将R1电流转换成相应比例的电压信号，控制稳压芯片IC2产生一个稳定的输出电流，D/A转换器可以提供IOUT的数字控制。
要达到12 BIT精度(60mA每LSB)的要求，可使用并行接口的MAX530或串行接口的MAX531。
10 BIT精度(250mA每LSB)，则可使用并行接口的MAX503或串行接口的MAX504。