Усилитель считывания тока - Current sense amplifier
Усилители считывания тока (также называемые токовыми шунтирующими усилителями) - это усилители специального назначения, которые выводят напряжение, пропорциональное току, протекающему по шине питания. В них используется «резистор измерения тока» для преобразования тока нагрузки в шине питания в небольшое напряжение, которое затем усиливается усилителями считывания тока. Токи в шине питания могут быть в диапазоне от 1 А до 20 А, при этом токочувствительный резистор должен быть резистором, обычно в диапазоне от 1 до 100 мОм. Эти усилители предназначены для усиления очень небольшого «считываемого напряжения» от 10 до 100 мВ в присутствии очень больших синфазных напряжений от 5 до 30 В. Точность постоянного тока (низкое входное напряжение смещения) и высокий коэффициент подавления синфазного сигнала. (CMRR) - отличительные характеристики этих усилителей. Некоторые усилители считывания тока измеряют ток, протекающий в одном направлении; Двунаправленные усилители измеряют ток в обоих направлениях через считывающий резистор.
Обычные дифференциальные усилители и операционные усилители, питаемые между двумя шинами питания (например, V CC и V EE ), могут обрабатывать только сигналы, которые лежат между этими двумя шинами питания. Если на вход подается напряжение за пределами шин питания, включаются внутренние диоды защиты от электростатического разряда, вызывая протекание больших токов и повреждение этих частей.
Напротив, специализированные усилители с датчиком тока спроектированы таким образом, что при питании от низковольтной шины питания, такой как V CC = 5 В и V EE = 0 В, они могут выдерживать напряжения на выводах, намного превышающие V CC и намного ниже V EE . Эти усилители используют специализированные структуры ESD, которые позволяют им иметь эту функциональность. Их входные каскады спроектированы так, что, когда входное синфазное напряжение намного выше, чем V CC или намного ниже, чем V EE , входной каскад усилителя питается от входного синфазного напряжения вместо V CC или V EE .
Примеры интегрированных усилителей с датчиком тока включают INA240 , INA293 , LTC6101 , MAX4080 , AD8210 , TS1100 и INA193 . В особых случаях для измерения тока не требуется вывод V CC ; MAX9938 это такое устройство.