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集成隔离式电源的完全隔离式电流传感器的优势及概述

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资料介绍

关键字：电流传感器隔离式电源鲁棒性

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连接/参考器件

集成隔离式电源的完全隔离式电流传感器的优势及概述

电路功能与优势

图 1 所示电路是一款集成了隔离式电源的完全隔离式电流传感器。该电路具有极强的鲁棒性，可以安装在检测电阻附近，以实现精确的测量，最大程度地降低噪声拾取。输出为来自一个 Σ- 调制器的单路 16 MHz 位流，由一个 D SP 通过一个 sinc3 数字滤波器进行处理。

该电路是太阳能光伏（PV）转换器交流电流监测的理想选择，在这种应用中，峰值交流电压可能高达数百伏特，电流可能在几 mA 到 25A 之间变化。

电路描述

电路采用一个 1mΩ 检测电阻，通过一个双通道 AD8639 低失调放大器来测量最高±25 A 的峰值电流。放大器的增益设为 10，以发挥 AD7401AΣ- 调制器的满量程范围优势。对于较高的电流，可以通过相应降低 AD8639 的增益来测量（最高±50 A 或±100 A），以确保发挥出 AD7401A 满量程输入范围的最大优势。

通过 1 mΩ 电阻的±25 A 电流形成±25 mV 的电压。然后，该电压由 AD8639 放大至±250mV，并输入 AD7401A。 AD7401A 的差分输入充当传输三运算放大器仪表放大器配置中的差动放大器。

凭借仅 3 μV 的典型失调电压、0.01 μV/℃的漂移以及 1.2 μVp-p 的噪声（0.1 Hz 至 10 Hz），AD8639 非常适合必须将直流误差源降至最低的应用。整个工作温度范围内几乎为零的漂移特性可以给太阳能面板应用带来极大的好处。许多系统都可以利用 AD8639 提供的轨到轨输出摆幅来使信噪比（SNR）达到最大。

在电流测量电流周围采用一个保护环，以防止任何漏电流进入这个敏感的低电压区域。BAT54 肖特基二极管可以保护 AD8639 的输入，使其不受瞬态过压和 ESD 的影响。

单极点 RC 滤波器（102Ω、1 nF）的差模带宽为 1.56 MHz，可以降低 AD7401A 输入端的带宽噪声。

Σ- 调制器需要一个来自外部源的时钟输入，如 DSP 处理器或 FPGA。时钟频率的可能范围为 5 MHz 至 20 MHz，

图 1 所示电路使用的频率是 16 MHz。调制器极其强大的单位流输出可以直接由 sinc3 滤波器处理，其中，可将数据转换成一个 ADC 字。