電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）差動(dòng)放大器（Differential Amplifier）是一種能夠放大兩個(gè)輸入信號(hào)之差的電子放大器。它對(duì)兩個(gè)輸入端的電壓差異進(jìn)行放大，而抑制共模信號(hào)（即加到兩個(gè)輸入端上的相同信號(hào)）。這種特性使得差動(dòng)放大器對(duì)于減少噪聲和干擾特別有效，因?yàn)檫@些通常會(huì)以相似的方式影響兩個(gè)輸入端，從而被差動(dòng)放大器所忽略。

通常，差動(dòng)放大器有兩個(gè)輸入端，一個(gè)稱(chēng)為非反相輸入（+），另一個(gè)稱(chēng)為反相輸入（-）。理想情況下，當(dāng)兩個(gè)輸入端的電壓相等時(shí)，輸出為零；當(dāng)存在電壓差時(shí)，輸出與這個(gè)差值成正比。實(shí)際應(yīng)用中，差動(dòng)放大器通常由一對(duì)晶體管組成，它們共享一個(gè)公共發(fā)射極或源極電阻，這有助于增強(qiáng)共模抑制能力。

這種特性讓差動(dòng)放大器具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)是能夠?qū)斎胄盘?hào)的差值進(jìn)行有效放大，提供較高的電壓增益，從而增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度，便于后續(xù)的信號(hào)處理。

同時(shí)對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用，能夠有效消除電路中的共模噪聲和干擾，提高信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。并且由于電路的對(duì)稱(chēng)性，可使溫度變化等因素引起的漂移信號(hào)相互抵消，穩(wěn)定電路的工作點(diǎn)，確保放大器的性能不受環(huán)境溫度等因素的影響。

而在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，差動(dòng)放大器通常會(huì)被應(yīng)用在BMS、功率轉(zhuǎn)換電路、故障檢測(cè)與保護(hù)等領(lǐng)域。例如在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，BMS需要精確測(cè)量電池組中各個(gè)電池的電壓、電流等參數(shù)，以確保電池的安全運(yùn)行和有效管理。差動(dòng)放大器可用于放大電池電壓和電流的微小變化，提高測(cè)量精度，同時(shí)抑制共模干擾，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

儲(chǔ)能系統(tǒng)中的功率轉(zhuǎn)換電路，如 DC-DC 變換器、逆變器等，需要對(duì)輸入和輸出的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。差動(dòng)放大器可用于放大這些信號(hào)，為控制電路提供準(zhǔn)確的反饋信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率轉(zhuǎn)換過(guò)程的精確控制，提高功率轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

并且差動(dòng)放大器可以用于檢測(cè)電路中的過(guò)流、過(guò)壓等故障信號(hào)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，差動(dòng)放大器輸出的信號(hào)會(huì)發(fā)生明顯變化，觸發(fā)相應(yīng)的保護(hù)電路，及時(shí)切斷電路，防止故障擴(kuò)大，保護(hù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)備和人員安全，

市場(chǎng)中的差動(dòng)放大器方案

目前市場(chǎng)中存儲(chǔ)在多種適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的差動(dòng)放大器方案，這些方案各具特點(diǎn)，例如ADI、TI、Microchip等國(guó)際廠商都推出了相應(yīng)的解決方案。

比如ADI的AD8277，是一款低成本單芯片雙通道差動(dòng)放大器，內(nèi)置激光晶圓調(diào)整電阻，具有極高增益精度、低失調(diào)、低失調(diào)漂移、高共模抑制以及比分立替代器件更出色的整體性能?？稍?V至36V單電源供電下工作，靜態(tài)電流低于400μA，能夠?qū)Ω哌_(dá)±10V的信號(hào)進(jìn)行整流，且在高達(dá)10kHz的頻率下仍能保持良好性能。其輸入端集成ESD二極管，過(guò)壓保護(hù)能力更魯棒，可用于電池電壓監(jiān)控等方面，有效提高測(cè)量精度并抑制共模干擾。

TI所推出的INA240A1是一款具有高帶寬和低噪聲特性的差動(dòng)放大器，能夠快速準(zhǔn)確地放大微弱的電壓信號(hào)。在儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換電路中，可用于監(jiān)測(cè)和控制電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)推出了相關(guān)產(chǎn)品，包括思瑞浦、圣邦微、智芯微等，例如思瑞浦推出的TPA9361-SO1R，增益為1，采用SOP8封裝，最小包裝量4000。具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，能夠在不同的工作條件下保持穩(wěn)定的性能，可滿(mǎn)足儲(chǔ)能系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)放大的基本需求。

這款產(chǎn)品適用于對(duì)信號(hào)放大倍數(shù)要求不高，但對(duì)穩(wěn)定性和可靠性有一定要求的儲(chǔ)能系統(tǒng)電路，如一些簡(jiǎn)單的電壓監(jiān)測(cè)、電流檢測(cè)等輔助電路。

小結(jié)

差動(dòng)放大器就像儲(chǔ)能系統(tǒng)的“眼睛和耳朵”，觀察儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，幫助維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全和高效運(yùn)作。選擇具體的差動(dòng)放大器時(shí)，應(yīng)考慮實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求，包括但不限于所需的增益精度、工作溫度范圍、功耗限制、封裝形式等因素。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，廠商們也在不斷推出新產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求和技術(shù)進(jìn)步。