在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電流檢測(cè)是一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)，其準(zhǔn)確性和可靠性直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。今天，我們將深入探討來(lái)自德州儀器技術(shù)文檔 ZHCABK5 中的電流檢測(cè)電路，特別是采樣電阻 Rshunt 量程切換電路的設(shè)計(jì)。
該電路采用 INA190 進(jìn)行高端電流采樣，并配備了兩顆采樣電阻 Rshunt1 和 Rshunt2。當(dāng)處于小電流工作狀態(tài)時(shí)，PMOS 截止，INA190 會(huì)對(duì) Rshunt1 和 Rshunt2 兩個(gè)電阻上的壓降進(jìn)行采樣。而在大電流情況下，PMOS 導(dǎo)通，將 Rshunt1 短路，此時(shí) INA190 僅采樣 Rshunt2 兩端的壓降，并且 MOS 的導(dǎo)通電阻可忽略不計(jì)。

此電路有兩個(gè)值得深入學(xué)習(xí)和討論的關(guān)鍵要點(diǎn)。其一，三極管驅(qū)動(dòng) PMOS 時(shí)為何不采用電阻分壓的方式，而是使用穩(wěn)壓管作為分壓元件呢？通常，我們常見的三極管控 PMOS 電阻分壓原理圖是通過(guò)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)分壓驅(qū)動(dòng)的。但在本電路中使用穩(wěn)壓管分壓，很可能是為了加快 PMOS 的導(dǎo)通速度。因?yàn)槿舨捎秒娮璺謮候?qū)動(dòng) PMOS，電阻會(huì)限制 Cgs 的充電速度，進(jìn)而導(dǎo)致 PMOS 開啟相對(duì)較慢。從簡(jiǎn)化的電路中可以清晰地看到，使用穩(wěn)壓管作為驅(qū)動(dòng)，能夠使電容 Cgs 兩端電壓爬升得更快。






其二，PMOS 的畫法與常規(guī)畫法不同，它是漏極接 VCC，源極接負(fù)載，這種接法是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制呢？答案是肯定的。只要確保被并聯(lián)的電阻兩端電壓不超過(guò)寄生二極管的壓降（如 TI 文檔中 Rshunt1 的兩端電壓最大為 0.1V），Rshunt1 的兩端壓降就不足以使 PMOS 的寄生二極管導(dǎo)通，因此其控制邏輯與常規(guī)用法相同。而且，這種用法在其他一些量程切換電路中也多次出現(xiàn)。那么，這種用法相較于常規(guī)用法有何優(yōu)勢(shì)呢？有網(wǎng)友認(rèn)為，這種用法可以利用 PMOS 的寄生二極管鉗位來(lái)保護(hù) Rshunt1 采樣電阻，防止在電流過(guò)流而 PMOS 還未導(dǎo)通時(shí)，燒壞電流采樣電阻。這種說(shuō)法具有一定的合理性，類似的二極管鉗位保護(hù)在胡博的丐中丐電流源中也有應(yīng)用，不過(guò)那里使用的是外置二極管。