简介
微放大器电流的精细高端丈量需求一个小值检测电阻和一个低失调电压，超低功耗放大器。 供给280μA的电源电流，以在100μA至250mA的宽动态规模内检测电流。 这最大极限地减少了分流电阻上的功率损耗，并使负载的可用功率最大化。 LTC2063的轨到轨输入答应该电路在十分小的负载电流下作业，输入共模简直处于轨道上。 LTC2063的集成EMI滤波器可在噪声条件下维护其免受RF搅扰。关于给定的检测电流，该电路的电压输出是：
零点
电流检测解决方案的要害目标是零点，或在没有检测电流时发生的输出的等效差错电流。 零点一般由放大器的输入失调电压除以RSENSE决议。 LTC2063的低输入失调电压(典型值为1μV，最大值为5μV，典型值为1-3pA的典型输入偏置和失调电流)答应零点输入参阅差错电流仅为10μA(1μV/0.1Ω)，典型值为50μA (5μV/0.1Ω)最大。 如图2所示，这个低差错答应检测电路将其线性度保持在指定规模内的最低电流(100μA)，而不会因为分辨率的丢失而呈现渠道。输出电流到输出电压的曲线在整个 整个电流感应规模。
零点差错的另一个来历是输出PMOS的零栅极电压漏极电流(IDSS)，即PMOS名义上关断(| VGS | = 0)时非零VDS的寄生电流。 具有高IDSS走漏的MOSFET将发生不具有ISENSE的非零正VOUT。
英飞凌的BSP322P在此规划中运用的晶体管的上限IDSS为1μA，在| VDS | = 100V。 作为BSP322P典型IDSS的一个很好的预算，在室温下，VDS = -7.6V时，IDSS仅为0.2nA，差错输出仅为1μV，或等效的100nA输入电流差错，
丈量0A输入电流时。
修建
LT1389-4.096参阅以及由M2，R2和D1组成的自举电路树立了一个十分低功耗的阻隔式3V电压轨(4.096V + M2的VTH，典型值为-1V)，可以维护LTC2063免受肯定最大电源 电压为5.5V。 虽然串联电阻可以满意树立偏置电流的需求，但运用晶体管M2可以供给更高的全体电源电压，一起在电源电压的高端约束电流耗费仅为280μA。
准确度
LTC2063的输入失调电压会发生10μA的固定输入参阅电流差错。 在250mA满量程输入中，失调仅导致0.004%的差错。在低端，100μA中10μA的差错为10%。 因为偏移是稳定的，所以可以校准。 图3显现，LTC2063，不匹配的寄生热电偶和任何寄生串联输入电阻的总偏移量仅为2μV。
图3中所示的增益100.05V / V比由RDRIVE和RIN树立时的实践值或4.978k / 50.4 = 98.77V / V给出的预期增益大1.28。 这个差错或许是因为RDRIVE和RIN的温度系数不同形成的。
这个电路输出的不确定性的首要来历是噪声，所以用大的并联电容滤波关于下降噪声带宽以及总的噪声是至关重要的。 选用1.5Hz输出滤波器时，LTC2063增加了约2μVP-P的低频输入引起的噪声。 在最长的或许时刻内均匀输出进一步减少了因为噪声引起的差错。
该电流检测电路中的其他差错源是寄生板电阻与LTC2063输入端的RSENSE串联，增益设置电阻RIN和RDRIVE的电阻值容差，增益设置电阻中温度系数失配以及差错电压 在寄生热电偶的运算放大器输入。 经过对RSENSE运用Kelvin sense 4引脚检测电阻，以及对RIN和RDRIVE的临界增益设置途径运用0.1%电阻以及相似或较低的温度系数，可以将前三个差错源最小化。 为了抵消运算放大器输入端的寄生热电偶，R1应具有与RIN相同的金属端子。 在输入端也应尽或许防止不对称的热梯度。
本节评论的一切差错源的整体奉献在全尺度2.5V输出参阅时最多为1.4%，如图4所示。
电源电流
如图5所示，LT1389和LTC2063所需的最小电源电流在最小VSUPPLY和ISENSE(4.5V和100μA)时为2.3μA，最大VSUPPLY和ISENSE(90V和250mA)时最大为280μA。除了 由有源器材耗费的电流，还需求由VSUPPLY供给的输出电流IDRIVE至M1，与输出电压成正比，规模从1.0mV输出(关于100μAISENSE)为200nA到关于2.5V输出为500μA(关于250mA ISENSE)。 因而，除ISENSE外，总电源电流规模为2.5μA至780μA。 RDRIVE设置为5kΩ，以取得合理的ADC驱动值。
输入电压规模
在此体系结构中，最大供应量由最大值| VDS |设置 PMOS输出可以接受。 BSP322P的额外电压为100V，所以90V是一个适宜的操作约束。
输出规模
这种规划可以驱动5kΩ负载，这使得它成为驱动许多ADC的适宜阶段。 输出电压规模为0V至2.5V。 因为LTC2063具有满摆幅输出，因而最大栅极驱动仅受LTC2063的净空约束。 在此规划中，典型值为3V，由LT1389的4.096V和M2的-1V典型VTH决议。
因为此电路的输出是电流，而不是电压，因而接地或导线偏移不会影响精度。 因而，在输出PMOS M1和RDRIVE之间可以运用较长的引线，然后使RSENSE可以坐落感测电流邻近，而RDRIVE接近ADC和其他后续信号链级。 长引线的缺陷是增加了EMI敏感性。 RDRIVE上的100nF C3在抵达下一阶段的输入之前将有害的EMI分流。
速度约束
因为LTC2063的增益带宽积为20kHz，因而主张运用此电路丈量20Hz或更慢的信号。 与负载并联的22μFC2将输出噪声滤波至1.5Hz，然后提高了准确度，并维护后续阶段不受突发电流浪涌的影响。 这种滤波的折衷是更长的树立时刻，特别是在输入电流规模的最低端。
定论
LTC2063的超低输入失调电压，低IOFFSET和IBIAS以及轨到轨输入可在100μA至250mA的整个规模内供给准确的电流丈量。 其最大电源电流为2μA，使其电路在大部分作业规模内的电源电流远低于280μA。 跟着LTC2063的低电源电压要求，低电源电流答应从一个带有裕量的备用基准电压供电。
