该隔离式单电源双向电流检测电路可以精确地测量 –50A 至 50A 的负载电流。输入线性范围为 –50mV 至 50mV，差分输出摆幅为 –2.05V 至 2.05V，输出共模电压 (V_CM) 为 1.44V。隔离式放大器电路的增益固定为 41V/V。为确保操作员在高压应用中的安全，该设计需要 1200V 的工作电压。

设计说明

1. 选择 AMC3302 是因为其高精确度、小输入电压范围，并且应用只需单个低侧电源。
2. 为 VDD 选择为 AMC3302 供电的低阻抗、低噪声源。
3. 为获得超高精度测量值，请选择温度系数低的精密分流电阻器。
4. 根据预期峰值输入电流电平选择电流分流电阻器。
5. 对于连续运行，根据 IEEE 标准，在正常条件下，分流电阻器的工作电流不得超过额定电流的三分之二。对于具有严格功耗要求的应用，可能需要进一步降低分流电阻或增加额定功率。

设计步骤

1. 确定在给定隔离放大器输入电流范围和固定增益情况下的传递方程。
   $V_{OUT}=I_{in}\times R_{shunt}\times 41$
2. 确定最大分流电阻器值。
   $R_{shunt}=\frac{V_{inMax}}{I_{inMax}}=\frac{50 mV}{50 A}=1 m\mathrm{\Omega }$
3. 确定最小分流电阻器功率耗散。
   ${Power R}_{shunt}={I_{inMax}}^2\times R_{shunt}=2500 A\times 0.001 \mathrm{\Omega }=2.5\mathrm{ }\mathrm{W}$

直流传输特性

下图展示了 AMC3302 差分输出的仿真直流特性。这些图表明，输出在输入为 ±50A 时呈线性。

闭环交流仿真结果

交流扫描显示了差分输出的交流传递特性。由于 AMC3302 的增益为 41V/V，因此预计下图中将显示增益为 33.25dB。

瞬态仿真结果

以下瞬态仿真展示了 AMC3302 的 –50A 至 50A 输出信号。AMC3302 的差分输出为 ±2.05Vpk-pk，如预期的那样。

设计参考资料

有关 TI 综合电路库的信息，请参阅模拟工程师电路手册。

设计采用的隔离放大器

设计备选隔离放大器