引言

车载充电器、光伏逆变器、直流充电（桩）站、电源转换系统和电机驱动等多种工业和汽车应用都需要进行隔离，以保护数字电路免受执行测量的高压电路的影响。为这些应用实现隔离式电流检测的两种方法是基于分流器的隔离式检测和基于磁（霍尔或磁通门）的检测。本文档比较了米6体育平台手机版_好二三四 (TI) 的 AMC3302 单电源隔离式放大器与常用的闭环电流传感器 (CLCS)。

技术概述

图 1 基于分流器的隔离式电流检测. 基于分流器的隔离式电流检测的原理是测量精密直列式电阻（称为分流电阻）两端的电压。

分流电阻必须非常精确，以便生成所提供电流的预期电压，因为预期电阻的任何变化都将直接导致增益误差。基于分流器的电流检测功能的优势在于，它可实现出色的精度、抗磁干扰能力、可扩展性和小尺寸。

图 2 基于霍尔效应的闭环传感器. CLCS 使用磁芯来感应流经初级导体的电流产生的磁场。CLCS 中包含的磁场感应元件用于提供施加到磁芯的补偿电流。该补偿电流产生的磁通大小相等，但与初级导体产生的磁通相反，从而产生零磁通测量。磁性电流检测易受电磁干扰的影响，这种干扰会影响器件的偏移和线性性能。

有关如何比较这两种技术的更多信息，请访问此处。

测试设置

图 3 AMC3302 电路和 CLCS 测试设置方框图. 为了直接比较这两种技术的性能，我们创建了一个测试设置。这里使用了直流电流源、电子负载和数字万用表来捕获 +/-85A 初级电流扫描在 -40°C、25°C 和 85°C 三个不同温度下的数据。所有测量均根据 IEEE488 自动进行。

请注意，用于 AMC3302 电路测量的 500µΩ 分流器 1 和用于控制测量的 500µΩ 分流器 2 不受环境温度变化的影响，因此本分析中不包括分流器温度漂移误差。两款分流器的额定容差均为 ±0.25%，温度系数为 ±15ppm/°C，功率耗散为 20W。

图 4 AMC3302 电路图.

下面的电路图展示了用于精度比较的 AMC3302 和 TLV6002 电路。TLV6002 的通道 1 用于缓冲通过电阻分压器生成的基准电压，而 AMC3302 的差分输出通过通道 2 从差分转换为单端。因此，AMC3302 电路具有与 CLCS 相同的接口：VDD、GND、VREF 和 VOUT。

图 5 AMC3302 电路板印刷电路板.

下面是 AMC3302 印刷电路板 (PCB)。PCB 的设计方式使 AMC3302 电路适合与 CLCS 相同的 x、y 封装，即 13.4mm x 21.9mm。AMC3302 PCB 的高度要小得多；仅为 2.6mm，与 CLCS 的 16mm 相比，高度减少了 84%。

精度比较

图 6 展示了不同温度下 +/-85A 初级电流扫描的精度结果，此结果是以在 25°C 偏移校准后指定为满标度输出百分比的误差形式表示。AMC3302 电路结果以红色阴影显示，而 CLCS 以蓝色显示。AMC3302 电路在整个电流和温度范围内都非常精确，无需增益校准，误差小于 0.1%。与 AMC3302 电路相比，CLCS 的增益误差漂移和线性性能较差，导致总误差大于 0.5%。与 CLCS 相比，AMC3302 电路在整个电流和温度范围内的精度提高了 5 倍以上。

图 6 偏移校准后 AMC3302 电路和闭环电流传感器的精度比较.

下面显示了绝对最大误差的精度比较表。

结语

下表总结了 AMC3302 电路和 CLCS 的比较。对于要求出色精度的系统，AMC3302 电路比 CLCS 具有明显的优势。进行此比较时使用的 AMC3302 电路在 x 和 y 维度的尺寸相等，但在高度 z 方面具有明显的优势。AMC3302 电路还具有抗磁干扰能力和可扩展性。