高性能低侧电流感应电路，PCB板应该这样设计

文摘 2024-10-25 11:44 四川

近期群福利发送（部分）：《电机驱动器电路板布局的最佳实践》

《高速接口电路布局指南》

与GPT4o对话设计那些事，与业内同行交流，欢迎关注AI机器人，入群👆👆👆

******************

今天我们介绍下如何使用应用印刷电路板（PCB）技术，采用一款微型运算放大器 (Op amp)来设计精确的、低成本的低侧电流感应电路。

图1是低侧电流感应电路原理图，图中使用的是TI的超小型运算放大器TLV9061。

图1：低侧电流感应原理图

公式1是计算图1所示电路的传递函数：

精确的低侧电流感应设计对印刷电路板的设计有两大要求。首先要确保分流电阻(Rshunt)直接连接到放大器的同相输入端和RG的接地端，这通常被称为“开尔文接法”（Kelvin connection）。如果不使用开尔文接法，会产生与分流电阻(Rshunt)串联的寄生电阻，导致系统产生增益误差。图2显示了系统中寄生电阻的位置。

图2：与分流电阻(Rshunt)串联的寄生电阻

公式2是计算图2中电路的传递函数：

第二个设计要求是要将电阻RG的接地端尽可能地靠近分流电阻(Rshunt)的接地端。当电流流过印刷电路板的接地层时，接地层上会产生压降，致使印刷电路板上不同位置的接地层电压出现差异。这会使系统出现偏移电压。在图3中，连接到RG的地面电压源符号代表了地电位的不同。

图3：接地层电压差异

公式3是计算图3所示电路的传递函数：

图4显示了正确的印刷电路板布局示意图。

图4：正确的布局示意图

图5展示了建议的适合低侧电流感应设计的印刷电路板布局。顶层是红色，底层是蓝色的。印刷电路板布局中的R5和C1指示负载电阻和去耦电容应该放置的的位置。

图 5：正确的低侧电流感应印刷电路板布局

需要注意的是从分流电阻(Rshunt)发出的轨迹线使用开尔文接法且RG尽可能靠近分流电阻 (Rshunt)，可以使用小型（0.8mm×0.8mm）五引脚X2SON封装的TLV9061运算放大器将所有无源器件放置在顶层分流电阻的两个焊盘之间，从这里方便地将底层的分流电阻(Rshunt)线路穿过通孔与顶层的同相引脚和RG连接起来。

在今后为低侧电流感应设计印刷电路板布局时，请务必遵循以下准则，以减少设计中潜在的错误：

在分流电阻(Rshunt)上使用开尔文接法。
RG尽可能放置在靠近分流电阻(Rshunt)接地端的地方。
去耦电容尽可能靠近电源引脚。
至少要有一个可靠的接地层。

******************

与GPT4o对话设计那些事，与业内同行交流，欢迎关注AI机器人，入群👆👆👆

近期群福利分享（部分）：《电机驱动器电路板布局的最佳实践》

《高速接口电路布局指南》

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwODY1Mzk5Nw==&mid=2247487324&idx=1&sn=d2cb39fb40f87013d863e09ff93fbf12

电子设计实战派

以国际及国内一线硬科技原厂资源，聚焦最硬核的硬科技进阶资讯，解决硬科技落地技术难题，赢在“电子设计实战派”。

最新文章

从捷变频收发器说起，由珠海航展看射频微波芯片背后的防务应用

PCB布局与布线，提升EMC性能的10条黄金建议

模拟和电源设计看过来，大厂这款仿真工具新增SPICE 模型数据库强助力

如何优化HV CoolGaN™功率晶体管的PCB布局

新鲜出炉，“最先进”的模拟和混合信号平台会带来哪些改变？

小心烧坏你的仪表放大器！这些实用建议拿走吧

一文说透接地和去耦

数字信号控制器的原理图和PCB布局指南

PCB CAD，选型指南

LDO稳压器选型：那些常被忽略的关键参数

RF滤波器怎么选？

开关电源设计保姆级教程

封神10年的这款RF收发器，凭啥依然孤独求败？

一文读懂电路接地与去耦

有刷电机 or 无刷电机？一文读懂关键要点

技术干货｜RS-485 收发器常见问题解答

一文get线性稳压器的五个设计细节

干货丨射频滤波器工作原理

跨阻型放大器应用的常见问题这样解决

混合信号PCB布局技巧

封神的凌特，看看极致的电源是什么样子

RF滤波器怎么选？

什么是实时操作系统 (RTOS)？

PCB空间告急？这里有个超实用的节省妙招等你解锁！

收藏|实用的PCB 设计检查清单，get布局要点

无线连接技术选择指南

内行看门道，激光武器里的那些关键技术

当输入和输出电压接近时，为什么难以获得稳定的输出电压？

蓝牙设备电路的PCB设计指南

业绩连续超预期，功率器件巨头是如何做到的？

来自大厂的实用建议，高速电路设计请注意这些要点|入门进阶篇

如何才能获得ADC的最佳SNR性能？

如何解决电流环路的功耗问题？

汽车48V方案大厂完整设计指南

不仅适用于HiFi电路设计，噪声和总谐波失真（THD）优化指南

高性能低侧电流感应电路，PCB板应该这样设计

仿真神器LabVIEW的10个隐藏技巧

如何高保真？音频电路设计需要遵循的几个设计要点

大厂首推嵌入式软件开发环境，瞄准热门应用

实用|成功PCB设计之，基于约束的设计要点和方法

运算放大器魔法，信号处理电路的秘密

低/中/高功率电源方案设计框图与产品选型指南

印刷电路板设计综合指南，一文getPCB的制造、组装、测试和调试那些事

完整电路及设计过程分析，看85V-260VAC至5VDC-2.5A反激式开关电源如何设计

高速电路板设计指南：一文弄明白元件布局、走线控制以及串行信号布线要点

实用，MOSFET这样测

滤波器的快速设计流程

高速电路板设计指南之信号端接、串扰与滤波和去耦

设计滤波器，必须提前知道的几件事儿

一文弄懂HiFi级音频放大电路信号的几大规格

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉