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高邊電流采樣與低變電流采樣區(qū)別

科技綠洲 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2024-10-14 17:46 ? 次閱讀
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高邊電流采樣與低邊電流采樣是電流檢測中的兩種基本方式,它們在電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場景、性能特點等方面存在顯著差異。

一、電路結(jié)構(gòu)差異

  1. 高邊電流采樣
    • 定義 :高邊電流采樣指的是采樣電阻位于電源正極(高電位端)與負(fù)載之間的電流采樣方式。
    • 電路特點 :在高邊電流采樣電路中,采樣電阻串聯(lián)在電源正極與負(fù)載之間,使得采樣電阻兩端的電壓降能夠反映流過負(fù)載的電流大小。由于采樣電阻位于高電位端,因此需要使用支持高壓運算放大器(運放)或?qū)S秒娏鞑蓸有酒瑏碜x取采樣電阻兩端的電壓降,并將其轉(zhuǎn)換為電流值。
    • 供電需求 :高邊電流采樣通常需要隔離電源,以確保采樣電路與功率電路之間的電氣隔離。此外,隔離電源的輸出地不能連接至功率級的地(GND),以避免地線干擾。
  2. 低邊電流采樣
    • 定義 :低邊電流采樣指的是采樣電阻位于負(fù)載與地(低電位端)之間的電流采樣方式。
    • 電路特點 :在低邊電流采樣電路中,采樣電阻串聯(lián)在負(fù)載與地之間,使得采樣電阻兩端的電壓降能夠反映流過負(fù)載的電流大小。由于采樣電阻位于低電位端,因此可以使用普通的運算放大器或?qū)S秒娏鞑蓸有酒瑏碜x取采樣電阻兩端的電壓降,并將其轉(zhuǎn)換為電流值。
    • 供電需求 :低邊電流采樣通常不需要隔離電源,電路結(jié)構(gòu)相對簡單,成本較低。

二、應(yīng)用場景與性能特點

  1. 高邊電流采樣
    • 應(yīng)用場景 :高邊電流采樣通常用于對采樣值的精確度要求較高、需要電氣隔離或需要監(jiān)控和控制升壓電路(如boost電路)中電感全開關(guān)周期內(nèi)電流的場景。例如,在電動汽車和混合動力汽車的直流DC/DC變換器中,輸入電流的采樣通常采用高邊采樣方式,以確保電流采樣的準(zhǔn)確性和安全性。
    • 性能特點
      • 準(zhǔn)確性高 :由于采樣電阻位于高電位端,可以減小地線干擾對采樣結(jié)果的影響,從而提高采樣準(zhǔn)確性。
      • 電氣隔離 :使用隔離電源可以實現(xiàn)采樣電路與功率電路之間的電氣隔離,提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。
      • 靈活性好 :在升壓電路中,高邊采樣可以對電感全開關(guān)周期內(nèi)的電流進行監(jiān)控和控制,控制方式多樣靈活。
  2. 低邊電流采樣
    • 應(yīng)用場景 :低邊電流采樣通常用于對成本有一定要求、不需要電氣隔離或采樣精度要求相對較低的場景。例如,在蓄電池的放電模塊中,放電電流的檢測通常采用低邊電流采樣方式,以降低成本和簡化電路結(jié)構(gòu)。
    • 性能特點
      • 成本低 :由于電路結(jié)構(gòu)簡單,不需要隔離電源等額外設(shè)備,因此成本較低。
      • 易于實現(xiàn) :低邊采樣電路易于設(shè)計和實現(xiàn),適用于對采樣精度要求不高的場景。
      • 受地線干擾 :由于采樣電阻位于低電位端,容易受到地線干擾的影響,可能導(dǎo)致采樣結(jié)果不準(zhǔn)確。

三、注意事項與選擇建議

  1. 注意事項
    • 在選擇電流采樣方式時,需要綜合考慮系統(tǒng)的精度要求、成本預(yù)算、電氣隔離需求等因素。
    • 高邊電流采樣雖然準(zhǔn)確性高,但需要額外的隔離電源和復(fù)雜的電路設(shè)計,增加了成本和實現(xiàn)難度。
    • 低邊電流采樣雖然成本低且易于實現(xiàn),但容易受到地線干擾的影響,可能導(dǎo)致采樣結(jié)果不準(zhǔn)確。
  2. 選擇建議
    • 如果系統(tǒng)對電流采樣的準(zhǔn)確性要求較高,且需要電氣隔離或監(jiān)控和控制升壓電路中的電流,建議選擇高邊電流采樣方式。
    • 如果系統(tǒng)對成本有一定要求,且對采樣精度要求相對較低,可以選擇低邊電流采樣方式。
    • 在實際應(yīng)用中,還可以根據(jù)具體需求和場景進行權(quán)衡和選擇,以找到最適合的電流采樣方式。

綜上所述,高邊電流采樣與低邊電流采樣在電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場景、性能特點等方面存在顯著差異。在選擇電流采樣方式時,需要綜合考慮系統(tǒng)的精度要求、成本預(yù)算、電氣隔離需求等因素,以找到最適合的采樣方式。

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