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電流センシングは、現代の電子システムにきわめて重要な機能です。モータ制御、バッテリ･マネージメント、パワー･ディストリビューションなどのさまざまなアプリケーションにおける電流のリアルタイム監視と制御を可能にします。

このガイドでは、さまざまな電流センシング方法とそれぞれの動作原理、および電流センス･アンプを選択する際に考慮すべき主要パラメータについて解説します。

電流センシングとは？

電流センシングは、導体や回路を流れる電流の測定に用いられる基本的な技術です。バッテリ･マネージメント、モータ制御、パワー･ディストリビューション、過電流保護に至るまで、幅広いアプリケーションにおいて重要な役割を果たします。

正確な電流測定により、システムの監視、安全性、効率を向上させることができます。STマイクロエレクトロニクスは、高精度、広い電圧範囲、堅牢な性能を備え、多様なアプリケーションのニーズに対応する幅広い電流センス･アンプIC製品ポートフォリオを提供しています。

電流センシングの仕組み

シャント抵抗を使用した電流センシングはオームの法則に基づいており、精密抵抗（シャント抵抗）両端の電圧降下（VSENSE）は、そこに流れる電流に比例します。

消費電力を抑えるため、VSENSEは通常、小さい値に設定します。

VSENSEはその後、電流センス･アンプ内部の計装アンプで増幅されます。得られる出力電圧（VOUT）は負荷電流に比例します。この出力電圧をADC（A/Dコンバータ）で処理します。

電流センシングが重要である理由

正確な電流センシングのメリット

• 安全性の向上と保護の強化
• 効率と性能の向上
• 予知保全と障害検出
• スマート･システムのデータに基づく最適化

電流センシングの主要パラメータ

電流センス･アンプを選択する際に重要なパラメータは以下のとおりです。

• 入力コモン･モード電圧（Vicm）：グランドを基準とした入力ピンの電圧範囲です。Vicmの対応範囲が広いほど、車載48Vシステムなどの高電圧環境でも電流センシングが可能になります。
• 負荷電流範囲：測定対象となる電流の想定範囲です。
• 電流の方向：片方向または双方向のどちらの電流測定が必要かを示します。

電流センシングの構成とトポロジ

• ハイサイド･センシング：電源側の電流を測定
• 長所：負荷短絡を検出できるため安全性が向上
• ローサイド･センシング：グランド側の電流を測定
• 長所：シンプルで低コスト
• 双方向センシング：両方向の電流を検出
• 片方向センシング：片方向のみの電流を検出

使用用途 & アプリケーション例

STの電流センス･アンプ製品をご覧いただき、最適なソリューションをご確認ください。