MAX4211將高端電流檢測放大器與模擬電壓倍增器相結合，可以輕松測量負載中的功耗。一個乘法器輸入連接到負載電壓，另一個連接到負載電流的內部模擬，即內部電流檢測放大器產生的比例電壓。乘法器輸出（VLIL） 是與負載功率成比例的電壓。

將高端電流檢測放大器與模擬倍壓器（MAX4211）相結合的IC可以輕松測量負載中的功耗。一個乘法器輸入連接到負載電壓，另一個連接到負載電流的內部模擬，即內部電流檢測放大器產生的比例電壓。乘法器輸出（VLIL） 是與負載功率成比例的電壓。

內部乘法器還可以在高端電流測量中實現更高的精度，適用于電流信號由A-D轉換器數字化的應用。無論ADC的基準電壓源是ADC內部還是外部，數字化負載電流測量的精度在很大程度上取決于基準電壓源的精度和穩定性。

為了盡量減少對基準電壓精度的依賴性，通過電阻分壓器將乘法器的外部輸入連接到基準電壓（圖 1）。然后進行比率式電流測量：基準電壓中的任何誤差或漂移都會對ADC的輸入產生成比例的影響，從而實現基準電壓引起的滿量程誤差的一階消除。所示電路可以在各種應用中測量電池充電和放電電流，并且與ADC內部的基準電壓源同樣有效，驅動R1-R2分壓器。

圖1.本電路使用高邊功率/電流監測器（MAX4211）和帶外部基準電壓的ADC來測量電池充電電流。

IC的乘法器輸出（POUT）為輸入電壓范圍為0V至VREF的16位ADC供電。此處由外部穩壓器提供的VREF應介于1.2V至3.8V之間（本例中為3.8V）。乘法器輸入必須限制在0V至1V范圍內，這是通過將3.8V基準電壓與R1/R2電阻分壓器分壓來實現的。假設R2 = 1kΩ，R1 = 2.8kΩ，則VIN = 1V。該 IC 在 VSENSE 和 IOUT 之間具有 25 的增益，檢測電壓范圍 （VSENSE） 為 0V 至 150mV，可在 POUT 和 IOUT 上產生 0V 至 3.75V 的輸出。

因此，使用POUT（而不是IOUT）具有優勢：饋送到ADC的信號與負載中的電流成正比，由VREF調節。以下公式將 POUT/VREF 比率與 ILOAD、RSENSE 以及 R1 和 R2 的值相關聯：

POUT/VREF = ILOAD × RSENSE × 25 × VREF × R2/(R1 + R2)/VREF = ILOAD × RSENSE × 25 × R2/(R1 + R2)

請注意，ADC輸入與ADC滿量程（POUT/VREF）的比率不取決于VREF的精度。

電流測量的總體精度取決于許多因素：電阻容差、放大器增益誤差、電壓失調和偏置電流、基準電壓精度、ADC誤差以及上述所有因素的溫度漂移。該電路僅通過消除其中一個原因（基準電壓不準確）來提高精度。VREF 至少受到三個錯誤源的影響：

初始直流誤差占標稱值的百分比
VREF 隨負載變化
VREF隨溫度變化

乘法器輸入 （IN） 與溫度的關系圖（VCC = 5V，VSENSE 恒定為 100mV）顯示了溫度對基準電壓的影響（圖 2）。要了解 POUT 處比率輸出的優勢，請將 POUT/VIN 比率及其線性理想值與 IOUT/VIN 比率及其線性理想值進行比較，因為它們隨溫度而變化（圖 3）。請注意，比例式 POUT 輸出（頂部）不會偏離理想值。

圖2.圖1電路的VIN與溫度的關系

圖3.圖1電路的POUT/VIN和IOUT/VIN與溫度的關系，VSENSE = 100mV。

審核編輯：郭婷