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노트 / 전자회로

하드웨어전자회로8 / 12

전류 센싱 회로: 수 mV를 ADC로 읽기

션트 저항에 걸린 작은 전압을 증폭해 ADC로 읽습니다. 로우사이드와 하이사이드, 켈빈 연결, 오프셋 처리.

GROUND EMBEDDED · 정리 노트전자회로 08전류 센싱 회로위치장점단점로우사이드 (그라운드 쪽)간단, 일반 OP 앰프 …부하의 그라운드가 들뜸,…하이사이드 (전원 쪽)부하 그라운드 유지, 단…고공통전압 전용 앰프 필…

구성

전류 → 션트 저항 → 수십 mV → 증폭기(10~50배) → RC 필터 → ADC

예) 10A 최대, 5mΩ 션트 → 50mV. 이득 20배로 키우면 1V. 양방향이라면 1.65V 오프셋을 더해 0.65~2.65V로 만들어 3.3V ADC 범위 안에 넣습니다.

로우사이드와 하이사이드

위치 장점 단점
로우사이드 (그라운드 쪽) 간단, 일반 OP 앰프 가능 부하의 그라운드가 들뜸, 지락 감지 불가
하이사이드 (전원 쪽) 부하 그라운드 유지, 단락 감지 고공통전압 전용 앰프 필요 (INA240 등)

모터 인버터에서는 각 하프 브리지 아래(로우사이드 3션트)나 상 출력 선(인라인)에 션트를 둡니다.

PCB에서 지킬 것

  • 켈빈 연결: 증폭기로 가는 선은 큰 전류가 흐르는 배선이 아니라 션트 패드에서 바로 따로 뽑습니다. 배선 저항의 전압 강하가 섞이지 않게 합니다.
  • 증폭기 입력 두 선은 나란히 붙여 같은 노이즈를 받게 합니다.

소프트웨어 보정

전원을 켰을 때 전류가 0인 상태에서 ADC 값을 여러 번 평균 내어 오프셋으로 저장하고 이후 값에서 뺍니다.