关断检流放大器的两种方法

本应用笔记介绍了两种关断高边电流检测器的方法，两种方法都可以在下一代便携式多媒体设备中用于电源管理。从而使系统在保证用户功能需求的前提下有效延长电池的使用寿命。

和传统的运算放大器不同，高边检流放大器各个输入 管脚以及电源引脚上并不带有内部静电放电(ESD)保 护二级管。因此，它可以处理远大于VCC电源的共模 电压。另外，把检流放大器的VCC引脚连接到地，可 以把放大器设置为关断模式，此时，器件的输入引脚 不消耗任何静态电流，只有很小的漏电流。因此，高 边检流放大器的VCC脚可作为关断引脚使用。

在典型的电池供电设备上，采用LDO等电源为电路板 上的IC，包括高边检流放大器MAX4173F供电。为了 延长电池寿命，系统经常需要关断LDO以及检流放大 器(图1)。

图1. 检流放大器(本例中采用MAX4173F)的VCC引脚连接0V电压，有效地关断器件。

通常情况下，MAX4173F的输入被连接到电源线上的 检流电阻两端。为了仿真关断信号的影响，我们将 10V的共模输入电压、20mVP-P的交流信号以及20mV 的直流偏置作用到器件上。在VCC引脚上连接0V至 5V的方波模拟VCC的关断。在VCC为5V期间，放大器 处于工作模式。在0V期间，器件进入关断模式。由 于放大器的增益是50，输出为：

50 × (20mVP-P + 20mV)

由此，可得到1VP-P的正弦波的输出，并具有1V的偏 置电压(图2)。正如预想的，当连接5V电压时，放大 器处于工作状态，将按照预想的结果输出。当VCC变 为0V，输出将变为0V，并且器件将进入关断模式， 不消耗任何输入或电源电流。

图2. 图中波形采用图1所示的方法关断高边检流放大器时的影响。当VCC为0V时，放大器不消耗任何静态电流。

另一个关断检流放大器的方法是在地回路上连接一个 nMOS管(图3)，通过逻辑电平控制晶体管的导通和关 断。当晶体管导通时，放大器工作正常。与输入相比， 晶体管漏源间的压降所引入的失调和增益误差是可忽 略的。当晶体管关断时，由于接地端悬空，放大器 关断。

图3. 断开MAX4173F的GND端同时也可以关断该器件。

图4中的输出波形给出了预期的工作状态：在5V供电 期间放大输入信号，而在0V期间则输出接近VCC。关 断期间，由于测量示波器存在1MΩ输入阻抗，可测 得VCC引脚的漏电流仅为4µA。当连接示波器探头时， VCC上只有nMOS管的漏电流。RS+和RS-上的输入电 流仅为0.3µA。

图4. 接地端断开后，图3所示的高边电流检测放大器关断，不消耗任何静态电流。

因此，将VCC引脚接地或通过nMOS管断开与地的连 接可以很容易将MAX4173F设置为关断状态。第一种 方法取决于应用中所采用的LDO是否能被关断。而第 二种方法则需要另外增加一个外部FET。两种方法对 于下一代便携多媒体设备的电源管理都非常有用。这 些电路延长了电池寿命，同时也丰富了用户经验。采 用其他高边检流放大器同样可得出类似结果。

审核编辑：郭婷