原创 低边电流放大器的设计考量

电机驱动器，或一些驱动器常常使用低边电流检测。用于测量电流的R1电阻在电路中会消耗功率，因而选择的阻值非常小，输出电压非常低，接近于0，有时候会等于0。在电流衰减阶段有可能会变负。需要后级放大后，才能使用ADC进行采样。

直接放大的效果并不好，接近于0的时候非线性，且负电流时输出为0。而通常放大器输入动态范围不能做到0，即便是输入轨到轨的运算放大器，放大接近于0的信号时，因为输入偏置电流和输入偏置电压的原因，误差会变大。

电路的电压放大倍数是：1+R5/R4

在实际使用中，需要将输入进行偏置。满足运放输入动态范围的要求，同时也能放大负信号。可以在输入端增加一个直流偏置，将0偏置到运放运态范围的中间点。这样线性度最佳，且能测量负电流。

然而，单独产生一个偏置电压也不方便，可以用电阻分压的方式，使用运放供电电压产生偏置。

用于分压的电阻值选择是有讲究的。我们希望当输入V1为0时，输出V4等于VCC*R3/(R2+R3)。电压放大倍数等于 R5/R4。

由KCL方程可得：

                                  (1)

由虚短原理可得

                                            (2)

令R4 = R6， 1/R2+1/R3 = 1/R5 可以解得：

V4为输出，V1为输入，可以看出，只要选择分压电阻并联值等于反馈电阻R5即可以达到目的。