使用高精度监测器件准确测量电流

作者：全球策略技术营销部门 Steve Hsiao

测量电流看似简单，但若要达到理想的精度，同时不过度损耗功率，就会是个挑战。对于高电流场景而言尤其如此，例如在各种工业和电信产品应用中，利用过流检测来监控故障。

常见方法是采用电阻式电流感测技术，将分流电阻串联在负载电路中，测量电阻两端的压降，即可推导出电流。

在高电流电路中，通常需要使用仅数毫欧姆的极小分流电阻，为的是尽量减少功耗。因此分流电阻的压降也会极小，最大压降可能低至 10mV，从而需要高精度的测量。

纵观现今电流监测技术的主要趋势，精度日益重要，要达到理想的精度，就需要具备例如 100μV低补偿电压的电流监测元器件（包括电阻分流器）。此外，电流监测器也需要通常介于 300kHz 至 1MHz的高带宽，才能快速响应电流变化。

另一项重要的性能指标则是电流感测监视器支持的共模电压，最高可能需要达到 100V。实际需求取决于产品应用，例如 AI 服务器 3kW 以上的电源需要 48V 或 54V，而混合动力汽车的无刷直流电机则需要 48V。

对于电压需求稍低的重要市场是工业电源，通常以 12V 或 24V 工作。另一个在相同电压范围内的重要市场则是USB 供电 (PD 3.0 标准)，应用包括笔记本电脑、扩展坞以及便携式充电器等，这些应用会需要 5V、9V、15V 和 20V 等各种电压。

在工业电源和 USB PD 领域，Diodes 公司的 ZXCT21x 系列电流监测器是一款理想的元器件，可以满足上述所有需求。该系列单级仪表放大器经过专门设计，可准确测量最高 26V宽广共模电压范围内极小的感测电压。

除电源应用以外，ZXCT21x 系列也适合在 BLDC 电机控制、电信电源、太阳能逆变器、电池充电设备应用中感测负载/电轨电流。

ZXCT21x 系列提供多种增益选项，可在极小误差下，测量小型分流电阻两端低至 10mV 的压降。因此能以高精度测量大电流，并减少测量造成的功率损耗。最高仅 100μA 的低静态电流消耗也可减少功耗。

本系列产品采用零漂移架构，使用后修整 (Post-Trim) 技术制造，实现低补偿电压 (最大 ±30μV)、低增益漂移及低增益误差 (±0.5% 或 ±0.8%)，达到高精度测量效果。本系列产品兼具宽广的共模和工作电压范围，可灵活运用于各种产品应用。

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