低成本SOT23封装电压输出高端电流检测放大器MAX4173的应用与特性解析

在电子设备的设计中，电流监测是一个至关重要的环节，特别是在笔记本电脑、手机等电池供电系统中。今天，我们就来深入探讨一款低成本、高性能的高端电流检测放大器——MAX4173。

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一、产品概述

MAX4173是一款低成本、高精度的高端电流检测放大器，采用微小的SOT23 - 6封装。它具有电压输出特性，无需增益设置电阻，非常适合用于当今的笔记本电脑、手机以及其他对电流监测要求严格的系统。高端电流监测在电池供电系统中尤为有用，因为它不会干扰电池充电器的接地路径。其输入共模范围为0至+28V，独立于电源电压，即使连接到深度放电的电池，电流检测反馈依然有效。此外，MAX4173拥有1.7MHz的宽带宽，适用于电池充电器控制环路。

二、产品特性

2.1 低成本与高集成度

MAX4173提供了一种低成本、紧凑的电流检测解决方案。通过三种增益版本（+20V/V、+50V/V、+100V/V）和用户可选择的外部检测电阻的组合，可以设置满量程电流读数，实现了高度的集成化。

2.2 高精度与宽范围

• 共模输入范围：0至+28V，独立于电源电压，确保在各种电压条件下都能稳定工作。
• 共模抑制比：在VRS+ > +2.0V时，可达90dB，有效抑制共模干扰。
• 满量程精度：±0.5%，保证了测量的准确性。

2.3 低功耗与小封装

• 供电电流：在扩展工作温度范围（-40°C至+85°C）内，典型值仅为420µA，功耗较低。
• 封装形式：采用节省空间的SOT23封装，适合对空间要求较高的应用。

三、应用领域

MAX4173的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：

• 笔记本电脑：用于监测电池充电和放电电流，确保电池的安全和稳定使用。
• 便携式/电池供电系统：如手机、智能电池组/充电器等，实现对电池电流的精确监测。
• 电源管理系统：对系统中的电流进行实时监测和控制，提高电源效率。
• 一般系统/板级电流监测：在各种电子系统中，对电流进行监测和保护。
• PA偏置控制：为功率放大器提供稳定的偏置电流。
• 精密电流源：用于需要精确电流控制的场合。

四、电气特性

4.1 工作电压与电流

• 工作电压范围：3V至28V，保证了在不同电源电压下的正常工作。
• 供电电流：在VRS+ > +2.0V、Vcc > 12V时，典型值为0.42mA，最大值为1.0mA。

4.2 增益与带宽

• 增益：有三种版本可供选择，分别为20V/V（MAX4173T）、50V/V（MAX4173F）和100V/V（MAX4173H）。
• 带宽：MAX4173T的带宽为1.7MHz，能够满足高速信号的处理需求。

4.3 输入输出特性

• 输入偏置电流：在VRS+ > +2.0V时，IRS+的典型值为0，最大值为50µA；IRS - 的典型值为 - 700，最大值为100µA。
• 输出电阻：约为12kΩ，输出电压与检测电压（VSENSE）成正比。

五、应用信息

5.1 推荐组件值

选择合适的检测电阻（RSENSE）对于准确测量电流至关重要。表1列出了不同满量程输出电压和负载电流下的推荐RSENSE值和增益选择。

5.2 选择RSENSE

• 低电流测量：为了更准确地测量低电流，应选择高阻值的RSENSE，以提高检测电压，减少内部运算放大器的失调电压误差。
• 高电流测量：在监测非常高的电流时，RSENSE必须能够承受I²R损耗，避免电阻值漂移或损坏。同时，应尽量选择低电感的电阻，如低电感金属膜电阻。

5.3 使用PCB走线作为RSENSE

如果RSENSE的成本是一个问题，且对精度要求不高，可以使用PCB铜走线作为检测电阻。但需要注意铜的电阻温度系数较高，在温度变化较大的系统中需要进行补偿，并且不能超过铜走线的最大功耗。

5.4 输出阻抗

MAX4173的输出是一个电流源驱动12kΩ电阻，外部负载会降低输出增益。为了减少输出误差，应将输出连接到高阻抗输入级。当需要输出缓冲时，应选择具有合适共模输入范围和输出电压摆幅的运算放大器。

六、引脚配置与封装信息

6.1 引脚配置

MAX4173的引脚配置清晰，不同封装（SOT23和SO）的引脚功能有所对应。例如，SOT23封装的1、2脚和SO封装的3脚为GND（接地）；SOT23封装的3脚和SO封装的1脚为Vcc（电源电压输入）等。

6.2 封装信息

提供了两种封装类型，分别为8 - 引脚SO和6 - 引脚SOT23。具体的封装代码、外形编号和焊盘图案编号可在www.maxim - ic.com/packages上查询。

七、总结

MAX4173作为一款低成本、高性能的高端电流检测放大器，具有多种优秀特性和广泛的应用领域。在实际设计中，电子工程师可以根据具体的应用需求，合理选择增益版本和检测电阻，以实现精确的电流监测。同时，需要注意RSENSE的选择、输出阻抗的匹配等问题，以确保系统的稳定性和准确性。你在使用MAX4173的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。