MAX4211將高端電流檢測(cè)放大器與模擬電壓倍增器相結(jié)合，可以輕松測(cè)量負(fù)載中的功耗。一個(gè)乘法器輸入連接到負(fù)載電壓，另一個(gè)連接到負(fù)載電流的內(nèi)部模擬，即內(nèi)部電流檢測(cè)放大器產(chǎn)生的比例電壓。乘法器輸出（VLIL） 是與負(fù)載功率成比例的電壓。

將高端電流檢測(cè)放大器與模擬倍壓器（MAX4211）相結(jié)合的IC可以輕松測(cè)量負(fù)載中的功耗。一個(gè)乘法器輸入連接到負(fù)載電壓，另一個(gè)連接到負(fù)載電流的內(nèi)部模擬，即內(nèi)部電流檢測(cè)放大器產(chǎn)生的比例電壓。乘法器輸出（VLIL） 是與負(fù)載功率成比例的電壓。

內(nèi)部乘法器還可以在高端電流測(cè)量中實(shí)現(xiàn)更高的精度，適用于電流信號(hào)由A-D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的應(yīng)用。無論ADC的基準(zhǔn)電壓源是ADC內(nèi)部還是外部，數(shù)字化負(fù)載電流測(cè)量的精度在很大程度上取決于基準(zhǔn)電壓源的精度和穩(wěn)定性。

為了盡量減少對(duì)基準(zhǔn)電壓精度的依賴性，通過電阻分壓器將乘法器的外部輸入連接到基準(zhǔn)電壓（圖 1）。然后進(jìn)行比率式電流測(cè)量：基準(zhǔn)電壓中的任何誤差或漂移都會(huì)對(duì)ADC的輸入產(chǎn)生成比例的影響，從而實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓引起的滿量程誤差的一階消除。所示電路可以在各種應(yīng)用中測(cè)量電池充電和放電電流，并且與ADC內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓源同樣有效，驅(qū)動(dòng)R1-R2分壓器。

圖1.本電路使用高邊功率/電流監(jiān)測(cè)器（MAX4211）和帶外部基準(zhǔn)電壓的ADC來測(cè)量電池充電電流。

IC的乘法器輸出（POUT）為輸入電壓范圍為0V至VREF的16位ADC供電。此處由外部穩(wěn)壓器提供的VREF應(yīng)介于1.2V至3.8V之間（本例中為3.8V）。乘法器輸入必須限制在0V至1V范圍內(nèi)，這是通過將3.8V基準(zhǔn)電壓與R1/R2電阻分壓器分壓來實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)R2 = 1kΩ，R1 = 2.8kΩ，則VIN = 1V。該 IC 在 VSENSE 和 IOUT 之間具有 25 的增益，檢測(cè)電壓范圍 （VSENSE） 為 0V 至 150mV，可在 POUT 和 IOUT 上產(chǎn)生 0V 至 3.75V 的輸出。

因此，使用POUT（而不是IOUT）具有優(yōu)勢(shì)：饋送到ADC的信號(hào)與負(fù)載中的電流成正比，由VREF調(diào)節(jié)。以下公式將 POUT/VREF 比率與 ILOAD、RSENSE 以及 R1 和 R2 的值相關(guān)聯(lián)：

POUT/VREF = ILOAD × RSENSE × 25 × VREF × R2/(R1 + R2)/VREF = ILOAD × RSENSE × 25 × R2/(R1 + R2)

請(qǐng)注意，ADC輸入與ADC滿量程（POUT/VREF）的比率不取決于VREF的精度。

電流測(cè)量的總體精度取決于許多因素：電阻容差、放大器增益誤差、電壓失調(diào)和偏置電流、基準(zhǔn)電壓精度、ADC誤差以及上述所有因素的溫度漂移。該電路僅通過消除其中一個(gè)原因（基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)確）來提高精度。VREF 至少受到三個(gè)錯(cuò)誤源的影響：

初始直流誤差占標(biāo)稱值的百分比
VREF 隨負(fù)載變化
VREF隨溫度變化

乘法器輸入 （IN） 與溫度的關(guān)系圖（VCC = 5V，VSENSE 恒定為 100mV）顯示了溫度對(duì)基準(zhǔn)電壓的影響（圖 2）。要了解 POUT 處比率輸出的優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)將 POUT/VIN 比率及其線性理想值與 IOUT/VIN 比率及其線性理想值進(jìn)行比較，因?yàn)樗鼈冸S溫度而變化（圖 3）。請(qǐng)注意，比例式 POUT 輸出（頂部）不會(huì)偏離理想值。

圖2.圖1電路的VIN與溫度的關(guān)系

圖3.圖1電路的POUT/VIN和IOUT/VIN與溫度的關(guān)系，VSENSE = 100mV。

審核編輯：郭婷