AMC1202：精準電流傳感的理想之選

在電子設計領域，精準的電流測量對于許多應用至關重要。而TI推出的AMC1202精密隔離放大器，憑借其卓越的性能和豐富的特性，成為眾多工程師在電流傳感應用中的理想選擇。今天就為大家詳細介紹這款優(yōu)秀的產(chǎn)品。

文件下載：amc1202.pdf

一、核心特性

1. 輸入特性

• 寬輸入范圍： ±50 - mV的輸入電壓范圍，專為使用分流電阻進行電流測量而優(yōu)化，能滿足多種電流測量場景需求。
• 低直流誤差：偏移誤差最大僅為 ±50 μV，偏移漂移最大為 ±0.8 μV/°C，增益誤差最大 ±0.2%，增益漂移最大 ±35 ppm/°C，非線性度最大 0.03%，能確保在不同環(huán)境下都有高精度的測量。

2. 供電與輸出特性

• 靈活供電：高側和低側均可支持3.3 - V或5 - V電源供電，為設計提供了更多靈活性。
• 故障保護輸出：具備故障保護輸出功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時能及時響應，保障系統(tǒng)安全。

3. 抗干擾特性

• 高共模瞬態(tài)抗擾度：CMTI最低達100 kV/μs，能有效抵抗共模干擾，在復雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定工作。
• 低電磁干擾：滿足CISPR - 11和CISPR - 25標準，減少對周圍設備的電磁干擾。

4. 安全認證

具備多項安全相關認證，如4250 - (VPK)基本隔離（符合DIN VDE V 0884 - 11: 2017 - 01）和 (3000 - V_{RMS}) 1分鐘隔離（符合UL1577），為系統(tǒng)安全提供保障。

二、應用場景

AMC1202在混合動力電動汽車（HEV）和電動汽車（EV）相關領域有著廣泛的應用，特別是在基于分流電阻的電流傳感方面表現(xiàn)出色。具體包括：

• 充電樁：精確測量充電電流，確保充電過程安全高效。
• 車載充電器（OBC）：實現(xiàn)對充電電流的精準控制，保護電池和充電電路。
• DC/DC 轉換器：監(jiān)測和調節(jié)電流，提高轉換效率。
• 牽引逆變器：為電機控制提供準確的電流信息，保障動力輸出穩(wěn)定。

三、內部結構與工作原理

1. 功能框圖

其輸入級由全差分放大器驅動二階ΔΣ調制器，將模擬輸入信號轉換為數(shù)字位流。該位流通過SiO?基電容隔離屏障傳輸?shù)降蛡?，低側的四階模擬濾波器對接收的位流進行處理，最終在OUTP和OUTN引腳輸出與輸入信號成比例的差分信號。

2. 信號傳輸

采用開關鍵控（OOK）調制方案傳輸位流。發(fā)射驅動器在隔離屏障上傳輸內部產(chǎn)生的480 - MHz高頻載波表示數(shù)字1，不發(fā)送信號表示數(shù)字0。接收器恢復并解調信號，為后續(xù)濾波提供輸入。這種傳輸方式優(yōu)化了通道，實現(xiàn)了高共模瞬態(tài)抗擾度和低輻射發(fā)射。

3. 輸出特性

提供差分模擬輸出，在 ±50 - mV 輸入范圍內，標稱增益為41，線性度良好。對于輸入電壓超出范圍但小于 64 - mV 的情況，輸出電壓繼續(xù)增大，但線性度下降。當輸入電壓超過 (V_{Clipping}) 值時，輸出飽和。此外，還具備故障安全功能，在高側電源缺失或共模輸入電壓超過檢測電平時，輸出負差分電壓。

四、設計要點

1. 電源設計

• 解耦電容：高側和低側電源均采用低ESR的100 - nF和1 - μF電容并聯(lián)解耦，且電容應盡量靠近器件放置。
• 接地設計：高側接地（GND1）應從分流電阻連接到器件負輸入（INN）的一端引出，為保證最佳直流精度，建議使用單獨的走線連接。

2. 布局設計

• 元件布局：解耦電容應靠近AMC1202的電源引腳放置，分流電阻應靠近INP和INN輸入，并保持連接布局對稱。
• 隔離區(qū)域：注意保持隔離區(qū)域的間隙和爬電距離，避免干擾和短路。

3. 輸入輸出設計

• 輸入濾波：建議在隔離放大器前放置RC濾波器，濾波器截止頻率應至少比ΔΣ調制器采樣頻率低一個數(shù)量級，同時要保證輸入偏置電流在濾波器直流阻抗上產(chǎn)生的壓降不顯著，且從模擬輸入測量的阻抗相等。
• 輸出轉換：對于使用單端輸入ADC的系統(tǒng)，可以采用基于TLV6001的信號轉換和濾波電路將差分輸出轉換為單端輸出。

五、總結

AMC1202以其高精度、高可靠性和豐富的特性，為電子工程師在高共模電壓環(huán)境下的電流傳感設計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在設計過程中，合理運用其特性，遵循設計要點，能夠充分發(fā)揮AMC1202的性能優(yōu)勢，實現(xiàn)高效、安全、穩(wěn)定的電流測量系統(tǒng)。大家在實際應用中遇到過哪些問題，或者有什么獨特的設計經(jīng)驗，歡迎在評論區(qū)分享交流。