MAX4372高精度電流檢測放大器中文技術資料詳解

一、產品概述

MAX4372系列是美信（Maxim Integrated）推出的一款低成本、高精度、高邊電流檢測放大器，專為電池供電系統、便攜式設備、工業控制及電源管理等領域設計。其核心功能是通過檢測負載電流并轉換為電壓信號輸出，實現高邊電流監控，避免對電池充電器接地路徑的干擾。該系列提供三種增益版本（20V/V、50V/V、100V/V），采用SOT23-5或UCSP封裝，支持2.7V至28V單電源供電，功耗僅30μA，具備85dB共模抑制比（CMRR）和0.18%滿量程精度，適用于需要高精度、低功耗、小尺寸的電流檢測場景。

二、核心特性與優勢

1. 高精度與低功耗

MAX4372在100mV輸入電壓下可實現0.18%的滿量程精度，輸入失調電壓僅300μV，顯著優于傳統分立式電流檢測電路。其微功耗設計（30μA靜態電流）和2.7V至28V寬電源電壓范圍，使其成為電池供電設備的理想選擇。

2. 增益靈活性與封裝選擇

用戶可根據需求選擇增益版本：

• MAX4372T（20V/V）：適用于低電流檢測場景，降低輸出電壓范圍，提升分辨率。

• MAX4372F（50V/V）：平衡增益與輸出范圍，適用于中等電流檢測。

• MAX4372H（100V/V）：適用于高電流檢測，通過外部檢測電阻實現寬動態范圍。

封裝方面，SOT23-5（2.9mm×1.6mm）和UCSP（1mm×1.5mm）提供高密度貼裝能力，UCSP版本尤其適合空間受限的應用。

3. 共模抑制與輸入特性

MAX4372具備85dB共模抑制比（CMRR），有效抑制共模噪聲干擾。其0V至28V輸入共模范圍與電源電壓無關，即使連接深度放電的2節電池組（約6V），仍能保證電流檢測反饋的有效性。

4. 輸出特性與靈活性

輸出類型為電壓信號，無需增益設置電阻器，簡化電路設計。用戶可通過選擇增益版本和外部檢測電阻（Rsense）設置滿量程電流讀數。例如，在20A電流檢測應用中，選擇MAX4372F（50V/V）并搭配2mΩ檢測電阻，可實現100mV/A的靈敏度。

三、技術參數詳解

1. 電氣參數

• 電源電壓：2.7V（最小）至28V（最大），支持單電源供電。

• 靜態電流：30μA（典型值），低功耗設計延長電池壽命。

• 輸入偏置電流：2μA（典型值），降低對檢測電阻的影響。

• 輸入差分電壓：1.3mV（典型值），確保小信號檢測能力。

• 3dB帶寬：275kHz（典型值），適用于中等帶寬應用。

• 共模抑制比（CMRR）：85dB（典型值），抑制共模干擾。

• 電源抑制比（PSRR）：75dB（典型值），減少電源噪聲影響。

2. 封裝與物理參數

• 封裝類型：SOT23-5（5引腳表面貼裝）或UCSP（3×2陣列無鉛封裝）。

• 尺寸：SOT23-5封裝為2.9mm×1.6mm×1.1mm，UCSP封裝為1mm×1.5mm×0.7mm。

• 引腳數：5引腳（SOT23-5）或8引腳（SOIC，如MAX4372TESA+版本）。

• 工作溫度范圍：-40℃至85℃，適用于工業級應用。

3. 性能參數

• 滿量程精度：0.18%（典型值），確保電流檢測的準確性。

• 輸出阻抗：1.5Ω（典型值），支持容性負載（1000pF）。

• 輸入失調電壓：300μV（典型值），減少誤差來源。

• 增益誤差：±0.2%（典型值），確保增益穩定性。

四、應用場景與典型電路

1. 電池供電系統

在筆記本電腦、智能手機等設備中，MAX4372可實時監測電池充放電電流，避免過充或過放。其高邊檢測方式不干擾電池充電器接地路徑，提升系統可靠性。

2. 電源管理與均流控制

在DC/DC轉換器并聯應用中，MAX4372通過檢測各模塊電流實現均流控制，確保輸出電流均衡。例如，在20A輸出電流應用中，搭配MAX4372F（50V/V）和2mΩ檢測電阻，可實現±0.45%的總容差。

3. 工業控制與電機驅動

在電機驅動系統中，MAX4372可監測電機電流，實現過流保護與效率優化。其寬共模范圍（0V至28V）適應工業環境中的電壓波動。

4. 智能電池與充電器

在智能電池包中，MAX4372結合微控制器（如STC12C5A60S2）實現電流與電壓的實時監測，并通過LCD1602顯示數據，誤差控制在±0.1%以內。

典型電路設計示例

以20A電流檢測為例，電路設計如下：

1. 選擇MAX4372F（50V/V）增益版本。

2. 選用2mΩ檢測電阻（Rsense），滿量程輸出電壓為20A×2mΩ×50V/V=2V。

3. 電源電壓范圍為2.7V至28V，輸出電壓范圍為0V至（Vsense×增益）。

4. 濾波電容（0.1μF）并聯于電源引腳，抑制高頻噪聲。

五、封裝與引腳定義

1. SOT23-5封裝引腳定義

2. UCSP封裝引腳定義

UCSP封裝為無引腳芯片級封裝，引腳通過底部焊盤連接，功能與SOT23-5封裝一致，但尺寸更小（1mm×1.5mm），適用于高密度PCB設計。

六、應用注意事項

1. 檢測電阻選擇

檢測電阻（Rsense）的阻值需根據滿量程電流和增益版本計算。例如，20A電流檢測若選擇MAX4372F（50V/V），則Rsense=100mV/20A=5mΩ（需根據實際增益調整）。

2. 布局與布線

• 檢測電阻應靠近放大器輸入引腳，減少走線電阻和電感。

• 電源引腳旁路電容（0.1μF）應盡量靠近芯片，降低電源噪聲。

• 避免在檢測路徑上引入長走線或過孔，減少寄生參數影響。

3. 溫度與散熱

在高溫環境下（如工業控制場景），需考慮芯片自發熱與外部熱源的疊加效應。可通過增加散熱焊盤或降低環境溫度來優化性能。

4. 替代型號與兼容性

若MAX4372缺貨，可考慮以下替代型號：

• MAX4173T/F/H：更高帶寬版本（1MHz），適用于高頻電流檢測。

• INA219：集成ADC的電流檢測芯片，支持I2C通信，但成本較高。

• LTC6102：高精度、低噪聲電流檢測放大器，適用于精密測量。

七、市場應用與供應商信息

1. 市場應用

MAX4372廣泛應用于以下領域：

• 消費電子：筆記本電腦、智能手機、平板電腦。

• 工業控制：電機驅動、PLC、傳感器接口。

• 電源管理：DC/DC轉換器、電池管理系統（BMS）。

• 汽車電子：電池監控、電機控制、車載充電器。

2. 供應商與價格

• 銳單電子商城：提供MAX4372HEBT+T、MAX4372TESA+等型號，單價約10元（散料）。

• 得捷電子（Digi-Key）：支持MAX4372HEUK+T等型號，7-10天交貨。

• 華秋商城：MAX4372FEUK+T單價約7.5元，支持小批量采購。

3. 認證與合規性

MAX4372符合RoHS標準，無鉛化生產，適用于環保要求嚴格的場景。

八、總結與展望

MAX4372系列電流檢測放大器憑借其高精度、低功耗、小尺寸等優勢，已成為電池供電系統、工業控制及電源管理領域的核心器件。隨著物聯網、新能源汽車等領域的快速發展，對電流檢測的需求將持續增長。未來，MAX4372系列有望通過集成更多功能（如溫度補償、數字接口）或優化封裝形式（如WLCSP），進一步拓展應用場景，推動高邊電流檢測技術的普及。