EVAL-CN0240-SDPZ

该电路可监测来自直流电压高达±270V电源的双向电流，线性度误差小于1%。负载电流流经外部并联电阻，其阻值选择使最大负载电流下的分流电压约为100mV。AD629放大器精确测量并缓冲（增益为1）小差分输入电压，同时抑制高达270V的大正共模电压。双通道AD8622用于将AD629的输出放大100倍。AD8475漏斗放大器将信号衰减（增益为0.4），从单端转换为差分，并进行电平转换以满足AD7170 Σ-Δ ADC的模拟输入电压范围要求。ADuM5402四通道隔离器提供电气隔离，不仅用于保护，还用于将下游电路与高共模电压隔离开。除了隔离输出数据，ADuM5402数字隔离器还能为电路提供隔离的+5.0V电源。AD7170的测量结果以数字代码形式通过简单的2线SPI兼容串行接口提供。这种组合方案以较少的元件数量、较低的成本和功耗，提供了精确的高压正负轨电流检测解决方案。该电路设计用于在最大负载电流IMAX下产生100mV满量程分流电压，因此分流电阻值为RSHUNT = (500mV) / (IMAX)。AD629是一款差动放大器，采用内部薄膜电阻设计，允许连续共模信号高达±270V，并提供±500V的瞬态保护。当REF(+)和REF(-)接地时，+IN端子的信号被衰减20倍，然后通过20倍的噪声增益进行放大，在输出端恢复原始幅度。AD629A在500Hz时的共模抑制比最小为77dB，AD629B在500Hz时的共模抑制比最小为86dB。AD8622是一款CMOS低功耗、精密、双通道、轨到轨输出运算放大器，主要用于放大目标信号。通过级联两个增益为-10的反相增益级，将AD629的100mV满量程输出放大100倍，产生10V满量程信号。这些值可正可负，具体取决于电流方向。AD8622的双电源允许输入和输出信号根据需要在地电位以上和以下摆动，以测量双向输入电流。在信号链转换为数字字之前的最后一级，AD8622输出电压被调节以适应ADC的模拟输入电压范围。AD8475“漏斗放大器”提供两个可选的衰减因子（0.4和0.8）。此外，信号被转换为差分信号，输出端的共模电压由VOCM引脚上的电压决定。在单5V电源下，模拟输入电压范围为±12.5V（对于单端输入）。如图1所示，输出共模电压通过由ADR435基准5V输出驱动的电阻分压器设置为2.5V。系统中的主要噪声源是AD629在0.1Hz至10Hz带宽内的输出噪声，为15μV峰峰值。对于100mV满量程信号，这对应于无噪声码分辨率。

• 监测双向电流，直流电压高达±270V，线性度误差小于1%
• 采用AD629差动放大器，精确测量小差分电压，抑制高达270V的共模电压
• 使用双通道AD8622运算放大器，将信号放大100倍
• 采用AD8475漏斗放大器进行衰减、单端转差分和电平转换
• 通过ADuM5402四通道隔离器提供电气隔离和隔离电源
• 采用AD7170 Σ-Δ ADC，通过SPI接口提供数字输出
• 分流电阻值根据最大负载电流设定，满量程分流电压为100mV
• AD629提供±500V瞬态保护，共模抑制比高
• AD8622支持轨到轨输出，双电源允许双向信号测量
• AD8475支持单5V电源，输入范围达±12.5V
• 系统噪声主要来自AD629，在0.1Hz至10Hz带宽内为15μV峰峰值