芯耀
与非AI
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不管是搞新能源汽车，或是储能BMS，或是工业电源，或是服务器电源，或是电机控制系统的硬件兄弟们，基本都会遇到电流检测，然而很多硬件工程师在方案设计时都会遇到一个问题：测量分流电阻上的压降时，到底应该选仪表放大器IA，还是电流检测放大器CSA呢？
有的人认为电流检测不就是应该用CSA吗？当然也有人认为IA精度高，测电流更准确。当然实际上，两种器件都能测电流，但是呢适用场景完全不同，选错方案，轻则精度下降，重则直接测不出来，接下来咱们就聊聊这个问题。
电流检测放大器CSA
在此之前，我们需要先聊聊电流检测的本质是什么？
无论采用什么方案，本质都一样，都是通过检测采样电阻Rshunt两端压降：
Vshunt = I × Rshunt
Vshunt再经过放大后送入ADC，例如采样电阻Rshunt = 1mΩ，负载电流：I = 50A，那么咱们就能得到：Vshunt = 50mV。
系统需要测量的实际上就是这50mV。
问题在于这50mV可能漂浮在0V附近，或者12V母线上，或者是48V电池总线上，乃至于400V高压母线上，也就是咱们经常遇到的高侧电流采样和低侧电流采样的设计选型问题，而这就决定了IA和CSA的选择。
还有一个重要的参数共模电压Vcm，很多硬件兄弟们感觉有点迷糊，确实，这个参数确实是很多硬件工程师看数据手册时最容易忽略的参数。
咱们先来看看Vcm的公式，看了公式你就懂这玩意怎么来的。
假设电源是48V电池供的，然后你接了一个1mΩ的采样电阻，还挂了20A负载，那电阻压降就是20mV，此时：
IN+ = 48.000V
IN- = 47.980V
那么共模电压Vcm ≈ 48V，差分信号20mV
咱们要干的就是从48V背景中提取20mV信号，信号比是2400:1，这就对放大器提出极高要求。
好了，上面是铺垫，接下来咱们回归正题。
仪表放大器IA是典型三运放结构，具有超高输入阻抗，极低输入偏置电流，极低失调电压，还可以自由设置增益，它的有点是能测量微弱信号并且精度高，带宽高，当然缺点也很明显这玩意共模电压范围有限。一般来说如果IA是±5V供电时，那Vcm只能在0V～5V附近工作。
仪表放大器IA框图
电流检测放大器CSA是专门针对分流检测设计的，所以它内部采用特殊输入级。所以它具有宽共模范围，高侧检测能力，而且抗PWM干扰能力很强，可以直接检测48V，再牛批点的可以检测400V（需要配合外围电路，改天开篇文章讲一下）。
电流检测放大器CSA成本更低，当然缺点也是有的，这玩意输入偏置电流较大（当然这个较大是相比IA来说，其实也有小的），所以小电流精度相对较差。
有些工程师认为电流检测放大器就是仪表放大器的升级版，个人觉得片面了，这二者是不同方向的优化结果。仪表放大器追求的是极低失调、极低偏置电流、极高精度。电流检测放大器追求的是宽共模、高侧检测、抗干扰和低成本。
总结来如果测量对象极小、精度要求极高，比如说测微安级电流优先看选IA，测母线、测电机、测电池这种高共模电压的优先选CSA，也就是系统电压超过放大器供电电压数倍以上，优先考虑CSA。
