Перейти к содержанию

Измерение тока в плюсе и в минусе

Шунт для измерения тока ставят либо между источником и нагрузкой — в плюсе (high-side), либо между нагрузкой и общим проводом — в минусе (low-side). Второй способ проще, первый видит весь ток и не поднимает землю нагрузки, но требует усилителя с широким синфазным диапазоном.

Обновлено Редакция GAW

Измерение тока в плюсе (high-side) и в минусе (low-side) — два места установки токового шунта: между источником и нагрузкой или между нагрузкой и общим проводом. Сам шунт одинаков, различаются требования к усилителю и то, что видит измерение.

Шунт в минусе (low-side)Шунт в плюсе (high-side)
Напряжение на выводах шунтаоколо нуля относительно землиоколо напряжения питания нагрузки
Усилительлюбой ОУ или прямо АЦПс широким синфазным диапазоном
Земля нагрузкиприподнята на падение на шунтене меняется
Ток утечки нагрузки на корпусне виденвиден

Для измерения в плюсе выпускают специальные усилители и мониторы, у которых синфазное напряжение может быть выше их собственного питания. У усилителей ST TSC213 по даташиту оно допустимо от −0,3 до 26 В, у монитора TI INA226 — от 0 до 36 В. Оба работают и в плюсе, и в минусе.

Есть тонкость с напряжением шины. INA219 измеряет его на выводе IN− относительно общего провода — при шунте в плюсе это напряжение на нагрузке, а при шунте в минусе почти ноль. У INA226 для этого отдельный вход VBUS, который подключают к плюсу нагрузки при любом положении шунта. IN+ в обоих случаях соединяют со стороной шунта, обращённой к источнику.

Подробный разбор способов, погрешностей и выбора шунта — в статье «Измерение тока», подключение и калибровка мониторов — в карточке INA219 и INA226.

Частые вопросы

Куда лучше ставить шунт — в плюс или в минус?

Если нагрузка соединена с общим проводом в нескольких местах или нужно видеть токи утечки на корпус — в плюс: шунт видит весь ток. Если нужна простота и дешевизна — в минус: напряжение на шунте отсчитывается от земли, и его можно подать на обычный ОУ или АЦП. Но земля нагрузки при этом приподнимается на падение на шунте.

Почему для шунта в плюсе нужен специальный усилитель?

Оба вывода шунта находятся под напряжением питания нагрузки, а полезный сигнал — десятки милливольт между ними. Усилитель должен выделять эту разность при большом синфазном напряжении: у TSC213 по ST допускается от −0,3 до 26 В, у INA226 по TI — до 36 В, независимо от их собственного питания.

Почему INA219 показывает ноль напряжения при шунте в минусе?

Потому что напряжение шины INA219 измеряет на выводе IN− относительно общего провода. При шунте в минусе этот вывод почти на земле. У INA226 для напряжения шины есть отдельный вход VBUS, который подключают к плюсу нагрузки.

Источники

  1. STMicroelectronics. TSC210, TSC211, TSC212, TSC213, TSC214, TSC215 (DS13237), Rev 7, 2025 — усилители токового шунта: синфазное напряжение от −0,3 до 26 В при любом своём питании — измерение и в плюсе, и в минусе
  2. Texas Instruments. INA226 36V, 16-Bit, Ultra-Precise I2C Output Current, Voltage, and Power Monitor With Alert (SBOS547C, revised August 2026) — измерение в плюсе или в минусе (high-side, low-side); шина 0–36 В независимо от питания; отдельный вход VBUS для напряжения шины; IN+ — к стороне источника, IN− — к стороне нагрузки
  3. Texas Instruments. INA219 Zerø-Drift, Bidirectional Current/Power Monitor With I2C Interface (SBOS448G, revised December 2015) — напряжение шины измеряется на выводе IN− относительно общего провода; шина 0–26 В

Нашли ошибку?

Смотрите также