川土微電子CA-IS1200/1300 雖然是針對隔離電流檢測而優(yōu)化設(shè)計,但它們也可以被用來當(dāng)作隔離電壓檢測。這類器件被用作單端母線電壓檢測時要注意。
電路描述
典型的隔離電壓檢查系統(tǒng)框圖如圖1 所示,R1 和R2 的值一般根據(jù)被檢測電壓大小和系統(tǒng)的功耗要求確定。R3 的值根據(jù)放大器的輸入范圍來選取。由于CA-IS1200/1300 采用全差分放大器前端結(jié)構(gòu),因而需要在VINN 端添加電阻R3’來消除輸入阻抗不平衡導(dǎo)致的失調(diào)電壓,同時需要修調(diào)由于R3(R3’)引起的增益變化。
圖1:CA-IS1200/1300 隔離電壓檢測系統(tǒng)框圖
圖2 和下文將推導(dǎo)如果不增加電阻R3’導(dǎo)致的失調(diào)電壓??梢酝ㄟ^令Vin=0 計算前端差分放大器的輸出來計算失調(diào)電壓。由于通常R1 和R2 的值遠遠大于R3,因而圖2 中直接取R3 為R3 與R1+R2 的并聯(lián)。
圖2:全差分前端輸出失調(diào)電壓
圖2 所示為CA-IS1200/1300 前端全差分放大器結(jié)構(gòu), R4=R6,R5=R7,輸出共模電壓被設(shè)置成1.875V。那么根據(jù)下面的方程可以計算前端輸出失調(diào)電壓Vos
舉個例子對于CA-IS1300G25G 來說前端全差分放大器中R4=R6=12.5KΩ,R5=R7=50KΩ,當(dāng)R3=158Ω時,根據(jù)上式可得Vos = 18.8mV,對系統(tǒng)來說這是個不可忽略的誤差。通過增加R3’=R3 后可以消除輸入阻抗不平衡導(dǎo)致的失調(diào)電壓。
下面將計算整個系統(tǒng)的電壓增益,圖3 所示為等效電路:
圖3:系統(tǒng)電壓增益
從高壓輸入Vin 到CA-IS1200/1300 的輸出Vout 關(guān)系式如下:
G0 為CA-IS1200/1300 的電壓增益。
上面提到的兩點可以很好地消除系統(tǒng)的測量誤差,在此基礎(chǔ)上客戶依然可以根據(jù)需要判斷是否需要做進一步的系統(tǒng)增益和失調(diào)校準(zhǔn)以獲得更好的系統(tǒng)精度。