利用電流檢測(cè)放大器AD8210和差動(dòng)放大器AD8274實(shí)現(xiàn)高電壓、高精度電流檢測(cè)和輸出電平轉(zhuǎn)換

電路描述

流至負(fù)載的電流流經(jīng)電阻RSHUNT。該電阻上的電壓由AD8210以20 V/V的增益放大。AD8210可以承受?2 V至+65 V范圍內(nèi)的輸入共模電壓。它還具有高共模抑制(CMR)特性，即使存在PWM共模信號(hào)也能監(jiān)控電流，例如監(jiān)控H-橋配置中受驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相位電流。圖2顯示監(jiān)控PWM電機(jī)電流時(shí)的典型波形，圖3顯示電路過載特征。

圖2. AD8210輸出電壓與負(fù)載電流成比例，AD8274對(duì)AD8210進(jìn)行輸出電平轉(zhuǎn)換

放大

圖3. 過載條件下AD8210和AD8274的輸出電壓

放大

AD8210輸出與分流電阻上的電流成比例，其傳遞函數(shù)如下：

AD8210輸出偏置2.5 V，將兩個(gè) VREF引腳與2.5 V精密基準(zhǔn)電壓源AD780相連即可實(shí)現(xiàn)。這樣，AD8210便能夠雙向監(jiān)控流經(jīng)分流電阻的電流。當(dāng)電流從正輸入端流至負(fù)輸入端時(shí)，輸出變?yōu)?.5 V以上的正電壓。當(dāng)電流反向流動(dòng)時(shí)，輸出變?yōu)?.5 V以下的負(fù)電壓。AD780輸出端也與AD8274負(fù)輸入端相連，確保AD8274輸入具有與AD8210相同的共模電壓。AD8274的正輸入端直接與AD8210輸出端相連。AD8274采用±15 V電源供電，并且配置為同相2倍增益模式。它計(jì)算其兩個(gè)輸入之間的差值，并采用2倍增益。

由于兩路輸入均以2.5 V為中心，因此AD8274僅放大差值，由此可獲得該系統(tǒng)的輸入至輸出傳遞函數(shù)：

將引腳3與GND相連，AD8274的輸出共模電壓可設(shè)置為0 V。因此，輸出電壓的正負(fù)取決于分流電阻上負(fù)載電流的方向。

本電路提供了一種簡(jiǎn)單、精確的電流監(jiān)控解決方案。AD8210可消除高共模電壓，僅放大分流電阻上的小電壓，從而提供以所施加的2.5 V基準(zhǔn)電壓為中心的輸出電壓。利用AD8274則能輕松地與電路中采用雙電源供電的其它器件實(shí)現(xiàn)接口。它可消除AD8210的2.5 V共模偏移，并相對(duì)于GND轉(zhuǎn)換AD8210的輸出電平。

1 μF電容用來對(duì)AD780輸入與輸出引腳之間的基準(zhǔn)電壓源去耦。應(yīng)將一個(gè)0.1 μF低電感陶瓷去耦電容（圖中未顯示）與VS相連，并使其非?？拷@兩個(gè)IC。典型的去耦網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)1 μF至10 μF電解電容和一個(gè)0.1 μF低電感陶瓷MLCC型電容并聯(lián)構(gòu)成。

為了使本文所討論的電路達(dá)到理想的性能，必須采用出色的布局、接地和去耦技術(shù)（請(qǐng)參考教程MT-031和教程MT-101）。至少應(yīng)采用四層PCB：一層為接地層，一層為電源層，另兩層為信號(hào)層。