目前，電流檢測的阻值非常低，其主要用于測量流經(jīng)其山的電流。通過(guò)該電阻的電流主要是通過(guò)電阻兩端的電壓反映出來(lái)，所以通過(guò)應用公式I=V/R該公式是由某著(zhù)名學(xué)校的老師喬治-西蒙-歐姆提出的：即電阻上的電流與電壓成正比。
上面簡(jiǎn)單的介紹就當作拋磚引玉了，本文的主題——電阻選擇、高邊或低邊監測以及檢測放大器的選擇——都是以這個(gè)電氣工程基本公式為基礎的。
電流檢測監控有助于提高一些系統的效率，減少損失。例如，許多手機實(shí)現了電流檢測監控，提高電池壽命，同時(shí)提高可靠性。如果電流消耗太大，手機可以做出決定，降低CPU頻率來(lái)減少電池負載以此延長(cháng)電池壽命，同時(shí)防止手機過(guò)熱來(lái)增加穩定性。甚至有手機應用程序可以訪(fǎng)問(wèn)電流檢測并且對優(yōu)化手機的性能做出決策。除了電流檢測監控使用了一個(gè)電阻，另外兩個(gè)不太常用的方法也使用了電阻。其一是使用霍爾效應傳感器來(lái)測量產(chǎn)生通量場(chǎng)的電流。雖然這是非侵入性的，并且具有非插入損耗的優(yōu)點(diǎn)。它相對來(lái)說(shuō)有點(diǎn)貴，并且要求一個(gè)相對大的PCB基板。另一種方法，使用變壓器測量感應的交流電流，也屬于面積和成本密集型；并且同時(shí)只對交流電流有用。
本文將介紹使用一個(gè)電阻進(jìn)行電流檢測監控的三個(gè)基本方面：
1、選擇一個(gè)低阻值精度采樣電阻。如果說(shuō)基板是基于“位置，位置，位置”，然而選擇一個(gè)電阻就是基于“精度，精度，精度”原則。
2、選擇一個(gè)檢測放大器芯片。當感應到在小于1歐姆電阻，電壓很小的變化也會(huì )產(chǎn)生一個(gè)很大的結果。檢測放大器將電壓變化放大，使無(wú)意義的事情變的更有意義。
3、檢測電阻的“位置，位置，位置”。這個(gè)若檢測參考電源，稱(chēng)為高邊檢測，或者如果連接地，又叫作低邊檢測。
精密電流傳感應用程序不再是自制食物電路；制造商已經(jīng)做了所有的研究和現代設計的大部分工作。
電阻選擇
選擇電阻值，精度和物理尺寸都取決于預期的電流測量值。電阻值越大，測量可能就越精確，但大的電阻值也會(huì )導致更大的電流損失。對于低功率電池驅動(dòng)的設備，必須減少損失，電阻大約一毫米的長(cháng)度值并且帶有成百上千歐姆的電阻經(jīng)常被使用。對于一個(gè)或更多的放大器的更高電流，電阻可以使用更大的阻值，這將得到更準確的測量與可接受的損失。
盡管電阻器通常認為是一個(gè)簡(jiǎn)單的二端設備，為準確測量當前的四端電阻比如Vishay WSK系列，在每個(gè)電阻的末端都使用了二端。這為二端提供了應用電路的電流路徑，和另一對感測放大器的電壓檢測路徑。這四端設置，也稱(chēng)為開(kāi)爾文傳感，確保在每個(gè)連接盡可能最小的阻力，確保感測放大器的測量電壓就是電阻兩端的的實(shí)際電壓并且包括小電阻的組合連接。這將使得更加容易相互連接并且減少電阻溫度系數造成的影響（TCR）。TCR是一個(gè)電阻隨著(zhù)溫度的升高而阻值增加的效果。電源接到檢測電阻上通常都會(huì )使電阻加熱并且可能連接到100°C或者遠遠高于該溫度的環(huán)境溫度下。盡管檢測電阻設計成具有非常低的TCR，但是有線(xiàn)或PCB布線(xiàn)連接起來(lái)組合的TCR可能使阻值增加5%到10%.開(kāi)爾文傳感通過(guò)改進(jìn)傳感系統溫度的穩定性大大降低了TCR的影響。
WSK0612帶1.0%誤差的電阻可以處理一瓦特的電量并且在小型的DC/DC轉換器和一些電池充電器中比較常見(jiàn)。WSK2512系列誤差為0.5%的電阻主要應用于筆記本電源和儀器應用。Vishay WSK2512可以處理一瓦特并且誤差可以精確到0.5%并且電阻可以從0.025Ω小到如0.0005Ω的都有。
圖：Vishay WSK0612電流檢測電阻和尺寸。
另一個(gè)檢測電阻的重要標準就是隨著(zhù)溫度改變的穩定性在Vishay WSLS和WSLP系列也突顯出來(lái)。這些都是長(cháng)壽電阻并且在工作溫度范圍內其阻值波動(dòng)幅度低至0.25%，并且通常用于開(kāi)關(guān)電源和線(xiàn)性電源以及功率放大器中作為電流檢測電阻。
在處理非常低阻值低電阻過(guò)程中有一個(gè)不尋常的問(wèn)題可能會(huì )碰到，那就是熱EMF.熱EMF是一個(gè)非常小的電壓，占1000分之一伏特，這是存在導體中的溫度微小差異引起的。熱EMF的常規使用是建立一個(gè)熱電偶，其中微電壓和溫度成正比；但是熱EMF在我們的電流檢測電阻中是不允許出現的，并且可能會(huì )導致不準確的讀數。Vishay WSL和WSR電阻系列提供了許多性能優(yōu)勢，包括被專(zhuān)門(mén)設計來(lái)減少熱EMF.圖2繪制了Vishay WSL供電金屬條狀電阻和其兩個(gè)競爭對手之間的一個(gè)比較圖。該態(tài)勢圖表明WSL系列有一個(gè)低至3μv /°C的熱EMF而競爭對手卻高達±25μV/°C.
圖：Vishay 50毫歐WSL2512供電條狀電阻和其競爭對手技術(shù)的熱EMF特征進(jìn)行比較。
在圖2的其中兩個(gè)電阻中都是金屬條狀技術(shù)，第三個(gè)是低阻值的厚膜電阻。所有的電阻都是50 mΩ標稱(chēng)電阻。正如上圖展示的，如果不考慮熱EMF就會(huì )導致不準確的讀數。
某些應用程序有高功率的要求，使用半瓦或更多來(lái)強制通過(guò)電阻。Vishay WSLP2010 WSLP2512可以分別處理2.0和3.0瓦。WSHM2818具有7.0瓦高功率密度電流檢測電阻，主要是為高壓電流檢測應用比如wattage DC/DC轉換器，桌面PC電源，以及無(wú)刷直流電機控制。對于高溫應用，1瓦特的Vishay WSLT和WSR系列可以承受溫度高達275攝氏度。
檢測監控-高邊或者低邊？
電流分流器監控集成電路，同時(shí)也叫電流檢測放大器，精確測量待測電阻兩端的微小電壓。防止檢測放大器干擾被測電壓，這些集成電路具有很高的輸入阻抗。然而，在選擇并聯(lián)顯示器之前，必須做出一個(gè)明智的決定，那就是是否要將電流檢測電阻放置在負載的電源電壓軌上（高邊監控）�；蛘哓撦d的地面點(diǎn)（低邊監控），每一種都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
圖：高邊檢測VS低邊檢測。
低邊檢測通常是最便宜和最簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現，因為如果檢測電阻的一端在地面系統，并且負載的另外一端在那些電流待測的負載的地面，然后電阻兩端的電壓相對系統地面可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的引用同一個(gè)系統的運放將其放大。然后該放大電壓通過(guò)模數轉換器（ADC）進(jìn)行測量。
但是，低邊檢測的缺點(diǎn)與其自身的優(yōu)點(diǎn)有關(guān)，那就是放置一個(gè)電阻在負載到地的路徑。這種電阻放置導致負載的地面浮動(dòng)電壓略高于系統地面。這種安排的最常見(jiàn)的問(wèn)題是潛在的接地回路問(wèn)題。因為負載與系統中的其他負載不是在同一個(gè)參考地上。該系統可以開(kāi)發(fā)一個(gè)可聽(tīng)噪音，如哼哼，甚至對附近的設備產(chǎn)生干擾，包括音頻和視頻的干擾。另外，低邊檢測不能夠檢測錯誤條件，比如在地面路徑的一個(gè)短路或者開(kāi)路，由于連接問(wèn)題或外界干擾引起的。
由于這個(gè)原因，低邊檢測的意義在于處理大電流，一個(gè)孤立的負載，或其他情況下，系統不受地面路徑影響。
高邊檢測是用于當一個(gè)并聯(lián)電阻成列放置在系統電源和負載之間。這個(gè)配置對電流的變化更加敏感并且對系統地添加了免干擾功能。其主要缺點(diǎn)是由于分流電阻不是在系統地面上，差動(dòng)電壓必須被測量出來(lái)，因為它需要精確匹配合適的差分放大器。然而，它的缺點(diǎn)是消除了一個(gè)來(lái)自德州儀器的精密電流分流監控器。
電流分流監控器
選擇電流分流監控器的幾個(gè)因素：
共模范圍：該規范定義了放大器對地的輸入允許直流電壓范圍。電流分流監控器通常指定接受共模電壓比芯片供電電壓高。比如說(shuō)。德州儀器的INA225電流分流監控器和TI的INA300電流檢測比較器可以接受的DC電壓是從0v到36V.他們兩者都是非常靈活的，并且可以用于高邊或者低邊監控。INA225擁有I2C接口，允許一個(gè)微控制器去讀被監控的電流根據被測的電壓和功耗。TI的INA282擁有一個(gè)非常寬的共模-14 v + 80 v的范圍以及一個(gè)只有1.5μV/°C低的偏置漂移。
偏置電壓：這是在放大器輸入端測量電壓，假設正極和負極輸入是基本一樣的電壓。理想情況下這個(gè)電壓是零，但實(shí)際上它總是一個(gè)非零電壓。小的偏移電壓會(huì )導致巨大的錯誤，它可以增加芯片壽命和動(dòng)態(tài)溫度。德州儀器的INA230雙向電流分流監控器擁有一個(gè)低至50μV的偏置電壓當其溫度范圍是-40 + 125°C時(shí)。然而，對于最好的精度，這個(gè)TI的INA226在現在的市場(chǎng)上是一款最高精度的電流檢測監控器，其偏置電壓是只有10μV并且一個(gè)共模范圍達到36V.他們兩者都實(shí)現了一個(gè)I2C系列接口以方便大多數微控制器接口。
共模抑制比（CMRR）：這個(gè)規范是一個(gè)放大器檢測和拒收信號的能力出現在兩個(gè)差分輸入。電路板上的放大器的物理位置可能會(huì )導致噪聲耦合到輸入上由于熱噪聲，高頻信號，或者高電流，從而誘導磁電流耦合。德州儀器的大部分電流分流監控器有一個(gè)經(jīng)典的共模抑制比高達140dB，包括INA226，INA210，和INA282.
由于電流分流監控器有太多的選擇，目標電路究竟該使用哪一個(gè)？正如本文所討論，選擇是與系統有關(guān)的。電流分流電阻和監控器現在被用于這些以前并不需要進(jìn)行電流監測，但是現在需要提高電池效率的應用。其中例子包括儀表，無(wú)線(xiàn)充電電源，平板電腦和手機、工業(yè)自動(dòng)化、醫療設備供電，電池和太陽(yáng)能系統。
總結
電流監控的需求越來(lái)越重要，尤其是對于電池驅動(dòng)的設備。電流監測監控可以顯著(zhù)提高系統優(yōu)勢，越仔細的選擇合適的組件就越可能延長(cháng)電池壽命和許多電子系統的壽命。
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