集成隔離式電源的完全隔離式電流傳感器的優(yōu)勢及概述

關(guān)鍵字：電流傳感器 隔離式電源 魯棒性

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連接/參考器件

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電路功能與優(yōu)勢

圖 1 所示電路是一款集成了隔離式電源的完全隔離式電流傳感器。該電路具有極強(qiáng)的魯棒性，可以安裝在檢測電阻附近，以實現(xiàn)精確的測量，最大程度地降低噪聲拾取。輸出為來自一個 Σ- 調(diào)制器的單路 16 MHz 位流，由一個 D SP 通過一個 sinc3 數(shù)字濾波器進(jìn)行處理。

該電路是太陽能光伏（PV）轉(zhuǎn)換器交流電流監(jiān)測的理想選擇，在這種應(yīng)用中，峰值交流電壓可能高達(dá)數(shù)百伏特，電流可能在幾 mA 到 25A 之間變化。

電路描述

電路采用一個 1mΩ 檢測電阻，通過一個雙通道 AD8639 低失調(diào)放大器來測量最高±25 A 的峰值電流。放大器的增益設(shè)為 10，以發(fā)揮 AD7401AΣ- 調(diào)制器的滿量程范圍優(yōu)勢。對于較高的電流，可以通過相應(yīng)降低 AD8639 的增益來測量（最高±50 A 或±100 A），以確保發(fā)揮出 AD7401A 滿量程輸入范圍的最大優(yōu)勢。

通過 1 mΩ 電阻的±25 A 電流形成±25 mV 的電壓。然后，該電壓由 AD8639 放大至±250mV，并輸入 AD7401A。 AD7401A 的差分輸入充當(dāng)傳輸三運(yùn)算放大器儀表放大器配置中的差動放大器。

憑借僅 3 μV 的典型失調(diào)電壓、0.01 μV/℃的漂移以及 1.2 μVp-p 的噪聲（0.1 Hz 至 10 Hz），AD8639 非常適合必須將直流誤差源降至最低的應(yīng)用。整個工作溫度范圍內(nèi)幾乎為零的漂移特性可以給太陽能面板應(yīng)用帶來極大的好處。許多系統(tǒng)都可以利用 AD8639 提供的軌到軌輸出擺幅來使信噪比（SNR）達(dá)到最大。

在電流測量電流周圍采用一個保護(hù)環(huán)，以防止任何漏電流進(jìn)入這個敏感的低電壓區(qū)域。BAT54 肖特基二極管可以保護(hù) AD8639 的輸入，使其不受瞬態(tài)過壓和 ESD 的影響。

單極點(diǎn) RC 濾波器（102Ω、1 nF）的差模帶寬為 1.56 MHz，可以降低 AD7401A 輸入端的帶寬噪聲。

Σ- 調(diào)制器需要一個來自外部源的時鐘輸入，如 DSP 處理器或 FPGA。時鐘頻率的可能范圍為 5 MHz 至 20 MHz，

圖 1 所示電路使用的頻率是 16 MHz。調(diào)制器極其強(qiáng)大的單位流輸出可以直接由 sinc3 濾波器處理，其中，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個 ADC 字。