引言

南皇电子专注于整合中国优质电子AD代理国内领先的现货资源，提供合理的行业价格、战略备货、快速交付控制AD芯片供应商，轻松满足您的AD芯片采购需求.（http://www.icbuyshop.com/）

许多电流检测电路遵循同样简单的方法：在检测电阻器的两端产生电压降：放大电压，使用一个ADC读取它，然后知道电流的大小。然而，如果检测电阻的电压与系统非常不同，事情很快就会变得复杂。典型的解决方案可以消除模拟或数字域中的电压差。然而，有一种不同的方法，即使用无线方法。

模拟域运行高压侧电流检测放大器。IC它很紧凑，但它们能承受的电压差受半导体工艺的限制。额定值超过100V这些设备非常罕见。此外，如果电阻器的共模电压发生快速变化或高于和低于系统的摆动，则该电路的准确性往往会下降。

磁性或光隔离器通常会破坏数字域的隔离屏障。硬件可能更重，但在工作过程中不会失去准确性，通常可以承受数千伏电压。这种电路需要一个隔离电源，但有时它可以集成到隔离组件中。如果检测到的电阻与主系统物理分离，则可能需要使用长电线或电缆。

最近的低功率信号调节和无线技术提供了一种新的方法。电压限制不存在，允许整个电路检测电阻器的共模电压浮动，并通过空气无线发送测量数据。检测电阻可以放置在任何地方，而无需使用电缆。如果电路的功率很低，甚至不需要隔离电源，它可以用一个小电池运行多年。

无线电流检测

图1所示的电流检测电路LTC为了放大电阻器两端的压降，2063斩波器稳定运行放大器。微功率SARADCAD7988数字化压降值，并通过SPI接口报告结果。LTP5901-IPM它是一个基于附近其他节点的无线模块IP的网格网络。该装置还有一个内置的微处理器来读取AD7988ADCSPI端口。LTC3335是一种毫微功率降压-升压稳定AD授权代理商将电池电压转换为恒定输出电压的压器。LTC33报告从电池中提取的累计电量，3335还包括电量。

图1:低功率无线电流检测电路由放大检测电压的低功率斩波器型操作放大器组成，低功率ADC数字化与基准相连SmartMeshIP无线模块。DC/DC转换器调节电池，跟踪从电池中吸收的电量。

放大器微功率零漂移

为了尽量减少检测电阻中产生的热量，压降通常限制在10mV至100mV。测量此范围内的电压需要输入电路的低失调误差，如零漂移操作放大器。LTC2063是一种超低功率、斩波器稳定型操作放大器，最大电源电流为2μA。失调电压低于100μV，所以该器件可以测量非常小的压降而不会损失准确度。图2示出了把LTC2063配置为10mΩ检测电阻器两端的电压放大和电平移位。选择合适的增益来检测电阻器±10mV全标度电压(对应)±1A电流)映射到接近全标准范围的输出端(以中间电源为中心)。这个信号已经放大到16位SARADC中。之所以选择AD7988是因为备用电流很低，很好DC准确度。低采样率时，ADC在转换之间自动停1ksps平均电流消耗低至10μA。LT6656电压基准消耗不到1μA电流，并偏置放大器、电平移位电阻器和ADC基准输入。

图2：电流检测电路随检测电阻电压浮动。LTC2063年斩波运放大检测电压并施加AD7988ADC中间电源轨偏置。LT6656-3提供精准的3V基准。

工业强度的无线网格

LTP5901-IPM等SmartMesh无线模块包括无线电收发器、嵌入式微处理器和网络软件。当多个SmartMesh当节点在网络管理器附近上电时，这些节点自动相互识别和确认，形成无线网格网络。网络中的所有节点自动实现时间同步，这意味着每个无线电收发器只在非常短的特定时间间隔内上电。因此，每个节点都可以作为一个传感器信息源和一个路由节点将数据从其他节点转发到管理器。这创建了一个高度可靠的低功率网格网络，从每个节点到管理器，尽管所有节点（包括路由节点）都依赖于非常低的功率工作。

LTP5901-IPM包括一个ARMCortex-M运行网络软件的微处理器内核。此外，用户还可以编写应用固件来执行特定于用户应用的任务。在本例中，LTP5901-IPM读取电流测量中的微处理器ADC(AD7988)的SPI读取库伦计数器(LTC3335)的I2C端口。该微处理器还可以计算和放大斩波器(LTC2063)放置在停机模式下，进一步消耗其电流μA降至200nA。这进一步节省了两次测量之间的时间间隔。

微功率库伦计数器

对于测量电路，一个节点每秒报告一次的典型功耗低于5μA，无线电收发器的功耗可能达到40μA。事实上，功耗取决于各种因素，如信号链路获取一次读数的时间，以及节点在网络中的配置。

例如，电路由两个碱性主电池供电。库伦计数器集成了电池输入电压LTC3335毫微功率降压-升压转换器调节。转换器可以从一个1开始.8V至5.5V输入电源提供稳定的3.3V输出。视无线电收发器是处于工作模式还是休眠模式，占空比无线应用的负载电流可能在1μA至20mA之间变化。LTC无负载时静态电流仅为680nA，当无线电收发器和信号链路处于休眠模式时，整个电路的功率非常低。另外，LTC3335也可以输出500mA当无线电发送/接收时，电流为各种信号链路电路提供了足够的功率。

在高可靠性无线传感器无线传感器的应用中是绝对不可接受的。同时，太频繁地更换电池会导致不希望发生的费用和宕机。因此，需要能够准确测量电池功耗的电路。LTC335有一个内置库伦计数器。无论何时，只要稳压器会跟踪从电池中吸收的总电量。可以使用此信息I2C读取接口，然后预测电池更换时间。

总结

凌力尔特和AD结合信号链路、电源管理和无线网络产品，实现真正的无线电流检测电路设计。图3显示了一个例子。新的超低功率LTC2063斩波器型运算放大器能准确读取检测电阻器两端的小压降。包括微功率ADC整个电路，包括电压基准，随检测电阻器的共模电压而浮动。毫微功率LTC335转换器可以使用一个小电池连续多年供电，并使用其内置库伦计数器报告累计电池电量。LTP5901-IPM无线模块管理整个应用程序，并自动连接到高度可靠SmartMeshIP网络。

图3：一个完整的无线电流检测电路实现在一个小电路板上。唯一的物理连接是用来测量电流的香蕉插座。无线模块显示在右侧。电路连接到电路板背面的两个部分AAA电池供电。