在低侧电流检测中使用单端放大器：误差源和布局技巧

低侧检测的主要优点是可以使用相对简单的配置来放大分流电阻器两端的电压。例如，通用运算放大器的同相配置可能是需要能够在消费市场领域竞争的成本敏感型电机控制应用的有效选择。

基于同相配置的电路图如图1所示。

图1

然而，这种低成本解决方案可能会受到多种不同误差源的影响。为了准确测量电流，我们需要考虑任何可能影响电路敏感节点（例如放大器输入）的非理想效应。我们将在下面更详细地讨论这个问题。

走线电阻

误差的一个重要来源是与 R分流器串联出现的 PCB 走线的寄生电阻。由于 R分流器的值很小，在毫欧范围内，任何与 R分流器串联的寄生电阻都可能导致显着的误差。通过 R杂散对该寄生电阻进行建模，我们得到了图 2中的原理图。

图 2

根据应用的不同，I负载可能高达数百安培。因此，即使 R杂散值很小，也会产生相当大的误差电压 V error。该误差电压将被放大器的增益放大并出现在输出端。

由于铜电阻的温度系数相当高（约0.4%/°C），因此R杂散值以及误差电压会随温度变化很大。因此，杂散电阻可能会在经历较大温度变化的系统中产生与温度相关的误差。为了减少误差电压V error，我们应该避免走长的走线，以限度地减少R杂散。

值得一提的是，消除 R杂散误差的更有效解决方案是使用不同的放大器而不是同相配置。从图 2中可以看出，同相配置具有单端输入。它感测节点 A 相对于地的电压。然而，差分放大器具有差分输入并感测 R shunt两端的电压。如图 3所示。

差分放大器的传递函数由下式给出：

由于放大器的差分输入感测分流电阻器两端的电压，因此 PCB 走线的电阻不会产生误差。我们将在以后的文章中更详细地研究差分放大器配置。