Vishay Semiconductors VIA0050DD隔離放大器是一款高性能差分輸出放大器，非常適合用于基于分流的電流檢測。該放大器具有典型值為0.15μV/°C的低失調(diào)漂移和典型值為15ppm/°C的低增益漂移，確保在整個溫度范圍內(nèi)具有良好的精度。VIA0050DD具有無與倫比的100kV/μs CMTI，可在嘈雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)精確測量。該隔離放大器無鹵、無鉛，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。VIA0050DD放大器非常適合用于電機(jī)控制、電源、風(fēng)能存儲系統(tǒng)、充電站、電動汽車動力傳動系統(tǒng)以及逆變器和轉(zhuǎn)換器中的隔離電流測量。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Vishay Semiconductors VIA0050DD - 隔離放大器數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 隔離測試電壓：5000VRMS
• 線性輸入電壓范圍：±50 mV
• 固定增益：41
• 增益誤差和漂移：
  • ±0.05% (典型值）和±15ppm/°C (典型值）
• 低非線性和漂移：
  • ±0.03% (最大值）和±1ppm/°C (典型值）
• 72dB SNR (典型BW=100kHz)
• 寬帶寬：250 kHz
• 高CMTI：100kV/μs (最小值）
• 內(nèi)置共模過壓檢測
• 工作溫度范圍：-40 °C至125 °C
• 不含鹵素
• 符合RoHS指令，無鉛

框圖

尺寸

高性能隔離放大器技術(shù)解析：Vishay VIA0050DD在電流檢測中的應(yīng)用

1. 產(chǎn)品概述與技術(shù)亮點(diǎn)

?VIA0050DD?是Vishay Semiconductors推出的一款基于專利電容隔離技術(shù)的高性能差分輸出隔離放大器，專為分流電阻電流檢測應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計。該器件在-40°C至+125°C的寬溫度范圍內(nèi)保持卓越的精度表現(xiàn)，主要技術(shù)亮點(diǎn)包括：

• ?超高隔離性能?：測試隔離電壓達(dá)5000 VRMS，符合UL、cUL、DIN EN 60747-5-5 (VDE 0884-5)和CQC等多重安規(guī)認(rèn)證
• ?優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性?：典型偏移漂移僅0.15 μV/°C，增益漂移典型值15 ppm/°C
• ?無與倫比的共模瞬態(tài)抗擾度?：CMTI最小值100 kV/μs，確保在強(qiáng)噪聲環(huán)境下的精確測量
• ?寬線性輸入范圍?：±50 mV（±64 mV滿量程），固定增益41
• ?高信噪比?：72 dB典型值（帶寬=100 kHz），總諧波失真-85 dB

2. 核心技術(shù)參數(shù)詳解

2.1 電氣特性指標(biāo)

?電源特性?：

• 側(cè)1電源電壓(VDD1)：3.0V至5.5V
• 側(cè)2電源電壓(VDD2)：3.0V至5.5V
• 側(cè)1電源電流：典型11.4 mA，最大15.1 mA
• 側(cè)2電源電流：典型6.3 mA，最大8.4 mA

?模擬輸入性能?：

• 輸入偏移電壓：±0.01 mV典型值
• 共模抑制比：-120 dB直流，-112 dB交流（10 Hz）
• 輸入電阻：單端4.75 kΩ，差分4.9 kΩ
• 輸入偏置電流：-22 μA典型值

?模擬輸出特性?：

• 固定增益：41 V/V
• 增益誤差：±0.05%典型值
• 非線性度：±0.03%最大值
• 輸出帶寬：250 kHz典型值

2.2 安全與隔離規(guī)格

?絕緣性能?：

• 最大額定耐受隔離電壓：5000 VRMS
• 最大瞬態(tài)隔離電壓：8000 Vpeak
• 最大工作隔離電壓：1500 VRMS/2121 VDC
• 爬電距離/電氣間隙：≥8 mm
• 絕緣厚度：32 μm

?熱管理?：

• 結(jié)到環(huán)境熱阻：86 °C/W
• 結(jié)到外殼熱阻：28 °C/W
• 總功耗：1430 mW（25°C環(huán)境溫度）

3. 典型應(yīng)用電路設(shè)計

3.1 電機(jī)控制應(yīng)用方案

在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的相電流檢測中，VIA0050DD構(gòu)建了可靠的電隔離屏障。典型應(yīng)用電路包含：

?前端濾波網(wǎng)絡(luò)?：

• 在分流電阻與放大器輸入之間配置RC濾波器（RFLT、CFLT）
• 可有效抑制高頻噪聲和電磁干擾

?輸出級設(shè)計?：

• 差分輸出端建議串聯(lián)≥1 kΩ電阻，防止輸出過流
• 可采用運(yùn)放電路將差分輸出轉(zhuǎn)換為單端信號
• 輸出直接連接至ADC進(jìn)行數(shù)字化處理

3.2 關(guān)鍵設(shè)計考慮因素

?分流電阻選擇?：
選擇分流電阻需在功耗最小化與精度最大化之間權(quán)衡：

• 較小的檢測電阻降低功耗
• 較大的檢測電阻通過充分利用隔離放大器輸入范圍提高測量精度

?布局優(yōu)化指南?：

1. ?旁路電容布置?：VDD1與GND1、VDD2與GND2之間需要0.1 μF電容，盡可能靠近VDD引腳
2. ?開爾文連接?：分流電阻至VIA0050DD的連接推薦采用開爾文規(guī)則，避免走線和引線壓降影響測量精度
3. ?對稱布局?：分流電阻應(yīng)靠近INP和INN輸入端，保持兩條連接線對稱且緊密平行，最小化環(huán)路面積，減少雜散磁場干擾

4. 故障安全機(jī)制與診斷功能

VIA0050DD集成了完善的診斷措施，提供故障安全輸出簡化系統(tǒng)級設(shè)計：

?故障安全觸發(fā)條件?：

• 檢測到VDD1欠壓（VDD1 < VDD1_UV）
• 檢測到共模輸入電壓過壓（VCM > VCMov）

?故障安全輸出?：

• 激活負(fù)差分輸出電壓（典型-2.6V至-2.5V）
• 確保在異常情況下系統(tǒng)能夠安全響應(yīng)

5. 溫度特性與環(huán)境適應(yīng)性

器件在寬溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)異的性能穩(wěn)定性：

• ?偏移電壓溫度特性?：在-40°C至+125°C范圍內(nèi)，偏移電壓變化僅±0.8 μV/°C
• ?增益誤差溫度漂移?：±50 ppm/°C最大值
• ?非線性度溫度漂移?：±1 ppm/°C典型值

6. 應(yīng)用領(lǐng)域展望

VIA0050DD在以下關(guān)鍵領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景：

• ?電機(jī)控制系統(tǒng)?：精確的隔離電流檢測
• ?電源轉(zhuǎn)換裝置?：高頻開關(guān)環(huán)境下的可靠監(jiān)控
• ?太陽能與風(fēng)能存儲系統(tǒng)?：惡劣環(huán)境下的長期穩(wěn)定運(yùn)行
• ?充電站與電動汽車動力總成?：高壓系統(tǒng)的安全保護(hù)
• ?逆變器與轉(zhuǎn)換器?：功率電子設(shè)備的精確控制

7. 設(shè)計建議與最佳實(shí)踐

?電源去耦?：

• 每個VDD引腳配置0.1 μF陶瓷電容
• 必要時可額外添加1 μF至10 μF電容增強(qiáng)濾波效果

?信號完整性保護(hù)?：

• 在強(qiáng)EMI環(huán)境中，建議采用屏蔽措施保護(hù)輸入信號路徑
• 保持PCB地平面的完整性，減小噪聲耦合