ZHCAE30 June 2022 AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1400 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , TLV6002 , TLV9002

设计步骤

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。
$V_{O U T} = I_{i n} \times R_{s h u n t} \times 8.2$
确定最大分流电阻器值。
$R_{S H U N T} = \frac{V_{i n M a x}}{I_{i n M a x}} = \frac{250 m V}{10 A} = 25 m Ω$
确定最小分流电阻器功率耗散。
$P o w e r R_{S H U N T} = {I_{i n M a x}}^{2} \times R_{S H U N T} = 100 A \times . 025 Ω = 2.5 W$
为了连接 3.3V ADC，AMC3301 和 TLV9002 都可在 3.3V 电源电压下工作，因此可以使用单电源。
TLV9002 的通道 1 用于设置通道 2 的单端输出的 1.65V 共模电压。在使用 3.3V 电源的情况下，可以使用一个简单的电阻分压器将 3.3V 分压为 1.65V。在使用 1kΩ 的 R2 时，可以通过以下公式计算 R1。
$R_{1} = \frac{V_{D D} \times R_{2}}{V_{C M}} - R_{2} = \frac{5 V \times 1000 Ω}{2.5 V} - 1000 Ω = 1000 Ω$
TLV9002 是一款轨到轨运算放大器。不过，TLV9002 输出相对于其电源轨的最大摆幅为 55mV。为满足此要求，TLV9002 的单端输出摆动范围应该为 55mV 至 3.245V (3.19Vpk-pk)。
AMC3301 的 V_OUTP 和 V_OUTN 输出为 2.05Vpk-pk，具有 180 度的相位差，共模电压为 1.44V。因此，差分输出为 ±2.05V 或 4.1Vpk-pk。
为了保持在 TLV9002 的输出限制范围内，AMC3301 的输出需要衰减为原来的 3.19/4.1。当 R₃ = R₄ 且 R₅ = R₆ 时，可以使用差分转单端级的以下传递函数来计算 R₅ 和 R₆。
$V_{O U T_T L V} = (V_{O U T P} - V_{O U T N}) \times (\frac{R_{5,6}}{R_{3,4}}) + V_{C M}$
通过使用之前计算的 TLV9002 输出摆幅并将 R₃ 和 R₄ 选为 10kΩ，可以使用以下公式计算得出 R₅ 和 R₆ 为 7.78kΩ。
$3.245 = (2.465 V - 415 m V) \times (\frac{R_{5,6}}{10 k Ω}) + 1.65$
在使用标准的 0.1% 电阻值时，可以使用 7.77kΩ 电阻器。这将提供 TLV9002 限制范围内的最大输出摆幅。
电容器 C1 和 C2 与电阻器 R5 和 R6 并联放置，以限制高频成分。当 R₅ = R₆ 且 C₁ = C₂ 时，可以通过以下公式计算截止频率。
$f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times R_{5,6} \times C_{1,2}}$
当 C1 = C2 = 1nF 且 R5 = R6 = 7780Ω 时，可以计算得出截止频率为 20.45kHz。
$f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times 7780 Ω \times 1 n F} = 20.45 k H z$