EVAL-CN0188-SDPZ

图1所示电路监测-48V电源轨上的电流，精度优于1%。负载电流流经电路外部的分流电阻。分流电阻值的选择使得在最大负载电流时分流电压约为50mV。AD7171的测量结果通过简单的2线SPI兼容串行接口以数字码形式提供。整个电路采用单+3.3V电源供电。ADuM5402四通道隔离器提供可选的电隔离。除了隔离输出数据外，ADuM5402数字隔离器还能为电路提供隔离的+3.3V电源。除非需要电隔离，否则ADuM5402不是电路正常工作所必需的。这种器件组合提供了一种精确的负高压轨电流检测解决方案，具有元件数量少、成本低和功耗低的特点。测量精度主要由电阻容差和带隙基准源的精度决定，通常优于1%。该电路设计用于在最大负载电流IMAX时分流电压满量程为50mV。因此，分流电阻的值为RSHUNT = (50mV) / (IMAX)。运算放大器级的“地”连接到共模源电压(-48V)。运算放大器级的电压由“浮动”的5.6V齐纳二极管提供，其偏置电流约为2mA。这消除了对单独电源的需求。该电路可在-60~V至-10V的源电压下工作，无需修改。分流电压由U1A放大49.7倍，其中G = 1 + R3 / R2。零漂移ADA4051-2具有低失调电压（最大值15μV），不会给测量带来显著误差。50mV的满量程分流电压在U1A输出端产生2.485V的满量程输出电压（相对于共模源电压）。一个具有高VDS击穿电压(70V)的N沟道MOSFET晶体管位于U1B的反馈环路内，将U1A的输出电压施加在电阻R5上，产生的电流流经R6和R7。来自U1A的2.485V满量程电压产生0.498mA的满量程电流，从而在电阻R7上产生2.485V的满量程电压。R7上的电压施加到ADC的AIN−。电阻R6和肖特基二极管D2在MOSFET短路时为AD7171提供输入保护。请注意，ADR381、AD7171和浮动齐纳二极管的电源电压由ADuM5402四通道隔离器的隔离电源输出(+3.3VISO)提供。AD7171的基准电压由ADR381精密带隙基准源提供。ADR381的初始精度为±0.24%，典型温度系数为5ppm/℃。虽然可以从3.3V电源同时为AD7171的VDD和REFIN(+)供电，但使用单独的基准源可提供更好的精度。选择2.5V基准源是为了提供足够的裕量。AD7171 ADC的输入电压在ADC输出端转换为偏移二进制码。ADuM5402为DOUT数据输出、SCLK输入和PDRST输入提供隔离。该代码通过使用SDP硬件板和LabVIEW软件在PC中进行处理。图2中的图表显示了测试电路如何在0mV至50mV的整个输入电压范围内实现0.3%的误差。该比较基于LabVIEW记录的ADC输出端看到的代码与根据理想系统计算的理想代码进行。