電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）電流是一種重要信號，可通過檢測電流深入了解系統(tǒng)的運行狀況從而獲得寶貴的信息?？焖贉蚀_地測量電流對很多電路來說，都是提升系統(tǒng)性能、功效和可靠性的有力手段。

不管是實現(xiàn)系統(tǒng)的保護、遙測還是閉環(huán)控制，都需要以精準的電流檢測作為前提，可以說，可靠的電流檢測是推動電氣化發(fā)展的重要基石。

多樣的電流檢測

需要電流檢測的地方很多，同時能實現(xiàn)電流檢測的方式也很多。在各類不同的電流檢測方案中，過流保護是最基本的電流檢測形式，是絕大部分電路中都需要配置的，把關器件的安全。很多安全功能都以此為基礎。

高側電流檢測，即在負載或電路的高側測量電源軌中的電流。在負載的高側測量電流，可以避免低側電流檢測過程引發(fā)系統(tǒng)基準變化和短路路徑交替問題。高側位置支持測量完整的系統(tǒng)電流，以便檢測流經(jīng)非預期路徑的電流。同時遠離低側位置的檢測可以消除電流引起的分流電壓而導致的系統(tǒng)接地變化，消除接地干擾。在此處檢測電流對器件的高電壓能力和高CMRR要求頗高。

而低側電流檢測的優(yōu)勢在于共模電壓更接近于零，在該位置進行檢測，對器件的要求則少很多，只需使用一個放大器處理向下接地的共模信號。當然在低側進行檢測會導致系統(tǒng)基準與所監(jiān)測負載的接地電勢產(chǎn)生電勢差，對于某些故障狀況低側同樣無法檢測到。

不論是高側的電流檢測還是低側，在共模電壓很高的情況下，加上隔離都是非常有用且必要的。既是為了滿足安全法規(guī)，也為了提高芯片的整體性能。隔離技術引入的同時針對電流測量也會進行優(yōu)化，可以消除由接地環(huán)路引起的測量誤差，還能防止數(shù)據(jù)采集器件遭受其他器件帶來的潛在破壞性電壓影響。

而在逆變器、電機這種系統(tǒng)中，直列式的電流檢測能夠大大優(yōu)化閉環(huán)控制所需信息。用于快速開關共模瞬態(tài)電壓的直列式電流檢測提供了真正的相電流測量，相電流是系統(tǒng)控制器使用的重要診斷反饋數(shù)據(jù)之一，是支持電機實現(xiàn)出色性能的基礎。尤其是EPS這種精密運控系統(tǒng)，非常需要通過精密電流測量為轉矩輔助系統(tǒng)提供必要的反饋控制。

電流檢測推動電氣化發(fā)展

遍數(shù)現(xiàn)在幾個火熱的市場方向，電動汽車、機器人、光伏儲能這些應用里，所有的硬件設計部分都離不開基礎的電流檢測。

電動汽車上的電流檢測應用大致可以分為五類，交流充電樁的漏電流檢測、BMS電流檢測、PDU電流檢測、OBC/DCDC電流檢測以及電機控制器的電流監(jiān)測。合適的電流傳感配置可以非常靈活的實現(xiàn)高精度檢測，體積小功率損耗小，既可以提高系統(tǒng)效率，也能監(jiān)測故障。而且汽車系統(tǒng)對電流檢測方案的成本和體積要求都很高，對電流傳感的尺寸和性能要求也不斷在提升。

而且隨著汽車電氣平臺向更高電壓等級發(fā)展，如何高效、精確地控制、監(jiān)測和保護這些需要長時間運轉的高壓系統(tǒng)并不容易，電流檢測無疑是其中重要的一環(huán)。

到了光伏儲能領域，因為這些應用里的電壓等級都非常高，電流檢測必須在高電壓隔離下進行的，而且傳感器需要提供足夠快速的保護，確保系統(tǒng)對安全工作區(qū)外的事件做出迅速響應，避免損壞半導體和其他敏感器件。很典型的逆變器電流檢測部分，對電流檢測的要求都是需要有高隔離電壓等級，才能實現(xiàn)高邊電流采樣并快速關斷。

對設備的預測性維護也需要檢測電流并記錄，以大量電流數(shù)據(jù)的記錄為基礎分析系統(tǒng)狀態(tài)，跟蹤能耗等級和改善預測性維護。

小結

電流檢測不僅在增強系統(tǒng)安全性能上提供了助力，還助推了電氣化高壓平臺和設備預測性維護的發(fā)展，更先進更高要求的應用也推動著電流檢測技術的升級。在高壓自動化系統(tǒng)、功率系統(tǒng)以及分布式傳感領域，電流檢測技術的升級不僅提供了高精度的電流測量，也大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性，對整個系統(tǒng)效率的提升大有意義。