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測量高壓下的小信號，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)計人員通常需要在存在高共模電壓的情況下測量小電壓，尤其是在使用電源和電機(jī)驅(qū)動器時。這與使用傳感器時的接地環(huán)路問題有關(guān)，因?yàn)檫@兩個問題都可以通過有效使用隔離放大器來解決。設(shè)計人員通常需要在存在高共模電壓的情況下測量小電壓，尤其是在使用電源和電機(jī)驅(qū)動器時。這與使用傳感器時的接地環(huán)路問題有關(guān)，因?yàn)檫@兩個問題都可以通過有效使用隔離放大器來解決。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。它們在電源、電機(jī)控制器、遠(yuǎn)程電壓傳感、生物醫(yī)學(xué)測量和遠(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。它們在電源、電機(jī)控制器、遠(yuǎn)程電壓傳感、生物醫(yī)學(xué)測量和遠(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的隔離方法之前先描述一個需要隔離的典型場景；變壓器耦合、光耦合和電容耦合。在此過程中，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的隔離方法之前先描述一個需要隔離的典型場景；變壓器耦合、光耦合和電容耦合。在此過程中，它將介紹每種方法的實(shí)用解決方案，以及使用參考設(shè)計的最終示例。典型供電場景典型供電場景現(xiàn)代電源和電機(jī)驅(qū)動器需要在存在高共模電壓的情況下測量小信號。設(shè)計人員如何使用 FET 偏置電壓超過 300 伏的電阻分流器測量推挽式 FET 電源驅(qū)動器的負(fù)載電流（圖 1a）？現(xiàn)代電源和電機(jī)驅(qū)動器需要在存在高共模電壓的情況下測量小信號。設(shè)計人員如何使用 FET 偏置電壓超過 300 伏的電阻分流器測量推挽式 FET 電源驅(qū)動器的負(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) 的情況下測量小電壓降是需要隔離的常見電路應(yīng)用。（圖片來源：Digi-Key Electronics）圖 1：在存在高共模電壓 (a) 和消除接地環(huán)路 (b) 的情況下測量小電壓降是需要隔離的常見電路應(yīng)用。（圖片來源：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)動器。它通過改變負(fù)載脈沖波形的占空比來控制功率。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)動器。它通過改變負(fù)載脈沖波形的占空比來控制功率。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兩端的電流檢測電壓大約為 10 毫伏，但它依賴于在 HV+ 和 HV- 之間擺動的脈沖波形。將此電壓施加到接地儀器或電流檢測放大器的輸入端會超過共模電壓限制并可能損壞設(shè)備。兩端的電流檢測電壓大約為 10 毫伏，但它依賴于在 HV+ 和 HV- 之間擺動的脈沖波形。將此電壓施加到接地儀器或電流檢測放大器的輸入端會超過共模電壓限制并可能損壞設(shè)備。同樣，設(shè)計人員如何測量位于多個電池組頂部的單個太陽能電池的電壓輸出？一旦共模電壓超過 80 伏，就需要采用某種電隔離方法將所需信號與其分開。