本電路使用以地為基準的標準5V差動放大器（MAX4198）監測高壓（48V或更高）下的電流。它還采用數字電位器（MAX5402）進行增益調節。

電信、LDMOS、汽車和許多其他應用都需要測量高壓（高壓側電流）下的電流。通常，工作在5V的電路必須監視48V的電流。使用昂貴的高壓差動放大器和其他特殊器件的技術可以測量此類電流，但圖1所示電路使用標準5V差動放大器（包括增益調整功能）來實現。

圖1.該電路監視48V電流，產生約5V的最大輸出電壓，并包括數字可編程增益，以適應監控電流的寬變化。

差動放大器（U1，MAX4198）兼具增益精度和低功耗工作特性，但其最大電源電壓僅為7.5V。為了克服這一限制，pnp晶體管Q1將U1的電壓輸出轉換為電流。因此，Q1的電流輸出彌補了48V監控電流和5V監控電路之間的差距。為了最小化由 U1 的增益電阻、齊納 Z1 和電阻 R 引起的誤差分流將 U1 的工作電壓鉗位至 3.0V 標稱電壓。U1的最大工作電流（I抄送） 為 55μA，因此 R 的最大值分流是：

RSHUNTMAX = (VINMIN - VZ1MAX)/(ICCMAX + IZ1MIN)
= (42V - 2.7V)/(55μA + 100μA) = 249kΩ

對于圖1所示的連接，R兩端的壓降外等于 R 上的下降意義.R兩端的最大滿量程（FS）電壓為100mV意義，則選擇 R外設置相應滿量程輸出電流的大小。這個R外然而，選擇涉及權衡。較高的電流使IN+和REF之間的兩個25kΩ電阻兩端的壓降引起的誤差電流的影響降至最低。對于較高的輸出電流，這種效應引入的百分比誤差較低。

另一方面，較高的電流水平會在U2中產生過電壓，并且會浪費功率。一個很好的折衷方案似乎是350μA。因此，R外= 100mV/350μA = 286Ω（287Ω是最接近的標準值）。在 3.0V 工作電壓時，電阻負載引起的最大誤差電流為 3.0V/50kΩ = 60μA，或 17%。這可能看起來有點高，但簡單的校準程序可以減去該誤差的大部分影響，對校準結果的影響可以忽略不計。選擇通用pnp晶體管（MMBT3906）作為電平轉換器。工作在 350μA 和接近 45V V 的電壓行政長官，晶體管的功耗非常低（<20mW）。

10kΩ數字電位器U2（MAX5402）調節電流監視器的增益。U2具有簡單的上/下接口和低標稱端到端電阻（10kΩ）。初始容差、電源電壓和溫度的最壞情況變化產生的最大端到端電阻為12.5kΩ。在上面選擇的350μA滿量程信號電流中增加一個60μA誤差電流，得到Q1的最大輸出電流：350μA + 60μA = 410μA。 將該電流乘以最大端到端電阻得到：

Max voltage on pin "H" of the MAX5402 = 410μA × 12.5kΩ = 5.12V

U2 規定引腳 H 處的絕對最大電壓為 6V，因此您必須選擇足夠低的滿量程信號電流，以避免引腳 H 處的過壓。

所提出的技術允許在48V應用中使用5V（最大值）差動放大器，并且可以根據需要修改電路以用于更低或更高的共模電壓。使用Q1將信號電壓轉換為電流，可通過數字電位計輕松調整增益。所示的數字電位器（MAX5402）可以將滿量程信號幅度除以高達32的因子。這種增益調整對于汽車電池監控以及監控電流在寬動態范圍內變化的其他應用非常有用。

為數字電位計和運算放大器提供單獨的接地非常重要。同樣重要的是，不要將這些接地連接到地面。否則，該連接將數字電位計與運算放大器電路并聯，導致電阻為V外（相對于接地）隨 V 處的電壓變化在.

審核編輯：郭婷