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測(cè)量高壓下的小信號(hào)，避免傳感器接地環(huán)路

1901350 2022-11-25 | pdf | 266.23KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

設(shè)計(jì)人員通常需要在存在高共模電壓的情況下測(cè)量小電壓，尤其是在使用電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)。這與使用傳感器時(shí)的接地環(huán)路問(wèn)題有關(guān)，因?yàn)檫@兩個(gè)問(wèn)題都可以通過(guò)有效使用隔離放大器來(lái)解決。設(shè)計(jì)人員通常需要在存在高共模電壓的情況下測(cè)量小電壓，尤其是在使用電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)。這與使用傳感器時(shí)的接地環(huán)路問(wèn)題有關(guān)，因?yàn)檫@兩個(gè)問(wèn)題都可以通過(guò)有效使用隔離放大器來(lái)解決。隔離放大器在其輸入和輸出之間提供電流隔離，因此它們僅傳輸所需的信號(hào)并消除高共模電壓。在基于傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)中，它們保持傳感器之間的接地分離以消除接地回路。它們?cè)陔娫础?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電機(jī)控制器、遠(yuǎn)程電壓傳感、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集中得到了普遍應(yīng)用。隔離放大器在其輸入和輸出之間提供電流隔離，因此它們僅傳輸所需的信號(hào)并消除高共模電壓。在基于傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)中，它們保持傳感器之間的接地分離以消除接地回路。它們?cè)陔娫础㈦姍C(jī)控制器、遠(yuǎn)程電壓傳感、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集中得到了普遍應(yīng)用。為了解釋隔離放大器的工作原理以及如何有效地應(yīng)用它們，本文將在討論三種常見(jiàn)的隔離方法之前先描述一個(gè)需要隔離的典型場(chǎng)景；變壓器耦合、光耦合和電容耦合。在此過(guò)程中，它將介紹每種方法的實(shí)用解決方案，以及使用參考設(shè)計(jì)的最終示例。為了解釋隔離放大器的工作原理以及如何有效地應(yīng)用它們，本文將在討論三種常見(jiàn)的隔離方法之前先描述一個(gè)需要隔離的典型場(chǎng)景；變壓器耦合、光耦合和電容耦合。在此過(guò)程中，它將介紹每種方法的實(shí)用解決方案，以及使用參考設(shè)計(jì)的最終示例。典型供電場(chǎng)景典型供電場(chǎng)景現(xiàn)代電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要在存在高共模電壓的情況下測(cè)量小信號(hào)。設(shè)計(jì)人員如何使用 FET 偏置電壓超過(guò) 300 伏的電阻分流器測(cè)量推挽式 FET 電源驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電流（圖 1a）？現(xiàn)代電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要在存在高共模電壓的情況下測(cè)量小信號(hào)。設(shè)計(jì)人員如何使用 FET 偏置電壓超過(guò) 300 伏的電阻分流器測(cè)量推挽式 FET 電源驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電流（圖 1a）？圖 1：在存在高共模電壓 (a) 和消除接地環(huán)路 (b) 的情況下測(cè)量小電壓降是需要隔離的常見(jiàn)電路應(yīng)用。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）圖 1：在存在高共模電壓 (a) 和消除接地環(huán)路 (b) 的情況下測(cè)量小電壓降是需要隔離的常見(jiàn)電路應(yīng)用。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）上圖 (a) 電路是用于控制電機(jī)或電機(jī)相位的典型功率驅(qū)動(dòng)器。它通過(guò)改變負(fù)載脈沖波形的占空比來(lái)控制功率。電源電壓（HV+ 和 HV-）大約為幾百伏。上圖 (a) 電路是用于控制電機(jī)或電機(jī)相位的典型功率驅(qū)動(dòng)器。它通過(guò)改變負(fù)載脈沖波形的占空比來(lái)控制功率。電源電壓（HV+ 和 HV-）大約為幾百伏。分流電阻 R SHUNT分流電阻 R SHUNT兩端的電流檢測(cè)電壓大約為 10 毫伏，但它依賴于在 HV+ 和 HV- 之間擺動(dòng)的脈沖波形。將此電壓施加到接地儀器或電流檢測(cè)放大器的輸入端會(huì)超過(guò)共模電壓限制并可能損壞設(shè)備。兩端的電流檢測(cè)電壓大約為 10 毫伏，但它依賴于在 HV+ 和 HV- 之間擺動(dòng)的脈沖波形。將此電壓施加到接地儀器或電流檢測(cè)放大器的輸入端會(huì)超過(guò)共模電壓限制并可能損壞設(shè)備。同樣，設(shè)計(jì)人員如何測(cè)量位于多個(gè)電池組頂部的單個(gè)太陽(yáng)能電池的電壓輸出？一旦共模電壓超過(guò) 80 伏，就需要采用某種電隔離方法將所需信號(hào)與其分開(kāi)。