本電路使用以地為基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)5V差動(dòng)放大器（MAX4198）監(jiān)測高壓（48V或更高）下的電流。它還采用數(shù)字電位器（MAX5402）進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。

電信、LDMOS、汽車和許多其他應(yīng)用都需要測量高壓（高壓側(cè)電流）下的電流。通常，工作在5V的電路必須監(jiān)視48V的電流。使用昂貴的高壓差動(dòng)放大器和其他特殊器件的技術(shù)可以測量此類電流，但圖1所示電路使用標(biāo)準(zhǔn)5V差動(dòng)放大器（包括增益調(diào)整功能）來實(shí)現(xiàn)。

圖1.該電路監(jiān)視48V電流，產(chǎn)生約5V的最大輸出電壓，并包括數(shù)字可編程增益，以適應(yīng)監(jiān)控電流的寬變化。

差動(dòng)放大器（U1，MAX4198）兼具增益精度和低功耗工作特性，但其最大電源電壓僅為7.5V。為了克服這一限制，pnp晶體管Q1將U1的電壓輸出轉(zhuǎn)換為電流。因此，Q1的電流輸出彌補(bǔ)了48V監(jiān)控電流和5V監(jiān)控電路之間的差距。為了最小化由 U1 的增益電阻、齊納 Z1 和電阻 R 引起的誤差分流將 U1 的工作電壓鉗位至 3.0V 標(biāo)稱電壓。U1的最大工作電流（I抄送） 為 55μA，因此 R 的最大值分流是：

RSHUNTMAX = (VINMIN - VZ1MAX)/(ICCMAX + IZ1MIN)
= (42V - 2.7V)/(55μA + 100μA) = 249kΩ

對于圖1所示的連接，R兩端的壓降外等于 R 上的下降意義.R兩端的最大滿量程（FS）電壓為100mV意義，則選擇 R外設(shè)置相應(yīng)滿量程輸出電流的大小。這個(gè)R外然而，選擇涉及權(quán)衡。較高的電流使IN+和REF之間的兩個(gè)25kΩ電阻兩端的壓降引起的誤差電流的影響降至最低。對于較高的輸出電流，這種效應(yīng)引入的百分比誤差較低。

另一方面，較高的電流水平會在U2中產(chǎn)生過電壓，并且會浪費(fèi)功率。一個(gè)很好的折衷方案似乎是350μA。因此，R外= 100mV/350μA = 286Ω（287Ω是最接近的標(biāo)準(zhǔn)值）。在 3.0V 工作電壓時(shí)，電阻負(fù)載引起的最大誤差電流為 3.0V/50kΩ = 60μA，或 17%。這可能看起來有點(diǎn)高，但簡單的校準(zhǔn)程序可以減去該誤差的大部分影響，對校準(zhǔn)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)。選擇通用pnp晶體管（MMBT3906）作為電平轉(zhuǎn)換器。工作在 350μA 和接近 45V V 的電壓行政長官，晶體管的功耗非常低（<20mW）。

10kΩ數(shù)字電位器U2（MAX5402）調(diào)節(jié)電流監(jiān)視器的增益。U2具有簡單的上/下接口和低標(biāo)稱端到端電阻（10kΩ）。初始容差、電源電壓和溫度的最壞情況變化產(chǎn)生的最大端到端電阻為12.5kΩ。在上面選擇的350μA滿量程信號電流中增加一個(gè)60μA誤差電流，得到Q1的最大輸出電流：350μA + 60μA = 410μA。 將該電流乘以最大端到端電阻得到：

Max voltage on pin "H" of the MAX5402 = 410μA × 12.5kΩ = 5.12V

U2 規(guī)定引腳 H 處的絕對最大電壓為 6V，因此您必須選擇足夠低的滿量程信號電流，以避免引腳 H 處的過壓。

所提出的技術(shù)允許在48V應(yīng)用中使用5V（最大值）差動(dòng)放大器，并且可以根據(jù)需要修改電路以用于更低或更高的共模電壓。使用Q1將信號電壓轉(zhuǎn)換為電流，可通過數(shù)字電位計(jì)輕松調(diào)整增益。所示的數(shù)字電位器（MAX5402）可以將滿量程信號幅度除以高達(dá)32的因子。這種增益調(diào)整對于汽車電池監(jiān)控以及監(jiān)控電流在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)變化的其他應(yīng)用非常有用。

為數(shù)字電位計(jì)和運(yùn)算放大器提供單獨(dú)的接地非常重要。同樣重要的是，不要將這些接地連接到地面。否則，該連接將數(shù)字電位計(jì)與運(yùn)算放大器電路并聯(lián)，導(dǎo)致電阻為V外（相對于接地）隨 V 處的電壓變化在.

審核編輯：郭婷