在工業(yè)電機或伺服控制應用中，準確的電流測量是控制回路的關鍵部分。電流測量不僅需要盡可能準確，而且還需要安全可靠。工業(yè)電機或伺服控制系統(tǒng)通常包含高壓，并且在發(fā)生過流或短路等事件時，需要迅速檢測并糾正這些情況，以防止災難性系統(tǒng)故障或在最壞的情況下造成人身傷害。光耦合器不僅有助于在斷開的接地環(huán)路中提供隔離，抑制共模噪聲和瞬變，而且還提供必要的絕緣，以滿足所需的安全標準和法規(guī)要求。

光隔離調制器架構

電流測量中使用的隔離調制器的輸入通常連接到一個小的分流電阻器，該電阻將流經它的電流轉換為一個小電壓，通常約為±200mV，以限制分流電阻器的功耗。然后，sigma delta調制器將模擬輸入信號過采樣到單個高速比特流中，然后再傳輸通過光隔離柵。然后，將在隔離側接收到的調制器數據發(fā)送到處理器進行進一步處理。然后，可以在FPGA或微處理器上輕松實現Sinc3抽取濾波器，以恢復所需信號。抽取濾波器將高速過采樣的比特流平均化或抽取到一個較低的速率，降低幅度通常為一個因子，即所謂的抽取率。

光電隔離Sigma Delta調制器框圖

這種方法有兩個優(yōu)點。首先，可以在調制器輸出之后立即將隔離柵輕松放置在單個通道上。其次，由共模瞬變引起的接收比特流中的任何錯誤都將由抽取濾波器進行平均。結果是非常健壯的隔離方案，在高噪聲環(huán)境（如電機控制）中，在初級和次級或瞬態(tài)抗擾度之間提供了良好的共模抑制。該設備本質上是光學的，與傳統(tǒng)的霍爾效應傳感器不同，它也不受電磁干擾。圖2顯示了具有LVDS接口的新型Avago ACPL-798J外部時鐘光學隔離Sigma-Delta調制器的框圖。與通常的單端LVTTL接口相比，LVDS接口進一步改善了傳感器與處理器之間的連接，從而使系統(tǒng)設計人員可以擁有可靠的接口。ACPL-798J還具有±1％的良好增益精度，信噪比為75dB，相當于12位有效位數（ENOB）。

ACPL-798J框圖

總結

使用光電隔離的sigma-delta調制器進行電流測量，可以通過選擇適當的濾波方案靈活地在精度和速度之間進行配置。只有光耦合器通過了IEC安全標準IEC60747-5-5的增強絕緣認證。Avago光電隔離調制器提供了一種經過現場驗證的方法，可以以準確，安全和可靠的方式測量電流。

編輯：hfy