該隔離式單電源雙向電流檢測電路可以精確地測量 –50A 至 50A 的負載電流。輸入線性范圍為 –50mV 至 50mV，差分輸出擺幅為 –2.05V 至 2.05V，輸出共模電壓 (V_CM) 為 1.44V。隔離式放大器電路的增益固定為 41V/V。為確保操作員在高壓應用中的安全，該設計需要 1200V 的工作電壓。

設計說明

1. 選擇 AMC3302 是因為其高精確度、小輸入電壓范圍，并且應用只需單個低側電源。
2. 為 VDD 選擇為 AMC3302 供電的低阻抗、低噪聲源。
3. 為獲得超高精度測量值，請選擇溫度系數低的精密分流電阻器。
4. 根據預期峰值輸入電流電平選擇電流分流電阻器。
5. 對于連續運行，根據 IEEE 標準，在正常條件下，分流電阻器的工作電流不得超過額定電流的三分之二。對于具有嚴格功耗要求的應用，可能需要進一步降低分流電阻或增加額定功率。

設計步驟

1. 確定在給定隔離放大器輸入電流范圍和固定增益情況下的傳遞方程。
   $V_{OUT}=I_{in}\times R_{shunt}\times 41$
2. 確定最大分流電阻器值。
   $R_{shunt}=\frac{V_{inMax}}{I_{inMax}}=\frac{50 mV}{50 A}=1 m\mathrm{\Omega }$
3. 確定最小分流電阻器功率耗散。
   ${Power R}_{shunt}={I_{inMax}}^2\times R_{shunt}=2500 A\times 0.001 \mathrm{\Omega }=2.5\mathrm{ }\mathrm{W}$

直流傳輸特性

下圖展示了 AMC3302 差分輸出的仿真直流特性。這些圖表明，輸出在輸入為 ±50A 時呈線性。

閉環交流仿真結果

交流掃描顯示了差分輸出的交流傳遞特性。由于 AMC3302 的增益為 41V/V，因此預計下圖中將顯示增益為 33.25dB。

瞬態仿真結果

以下瞬態仿真展示了 AMC3302 的 –50A 至 50A 輸出信號。AMC3302 的差分輸出為 ±2.05Vpk-pk，如預期的那樣。

設計參考資料

有關 TI 綜合電路庫的信息，請參閱模擬工程師電路手冊。

設計采用的隔離放大器

設計備選隔離放大器