低压差分输入隔离放大器，让电动汽车电流测量更准确

时间： 2019-08-30 来源：世强

技术问答

面对金融危机、油价高涨和日益严峻的节能减排压力，大力发展新能源汽车成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。作为战略性新兴产业，电动汽车得到了迅速发展，汽车用变频驱动器成为汽车动力系统的关键部件之一。

下图是电动汽车变频驱动器拓扑结构，变频驱动器是连接蓄电池和汽车马达的重要部件，内部电路由三相IGBT逆变模块组成功率变换电路，并通过数字信号处理器控制来提高效率能源转换。

电动汽车变频驱动器拓扑

图1：电动汽车变频驱动器拓扑

为了让电动汽车变频驱动器达到最优化的系统效率，功率变换电路必须把重要的电流、电压信息反馈给数字信号处理器进行计算和有效控制。这些信息包括直流线路电流大小、电机相位电流、以及交直流线路电压。这样就需要电流和电压传感器，这些传感器不仅需要具备足够的精确度和反应速度，而且需要以高性价比提供高开关噪声抑制比和安全绝缘能力。

SILICON LABS的Si8920是一款电位隔离模拟放大器，它使用的是低压差分输入，这种输入方式是测量分流器电阻两端的电压或把传感器与控制系统隔离的理想选择。它极低信号延迟允许控制系统快速对故障状况或负载变化做出反应。低偏移和增益漂移确保在整个运行温度范围内保持精确度。极高的共模瞬态抗扰度意味着Si8920即使在大功率开关（如电机驱动系统或逆变器中）的情况下也能进行精确地测量。

分流电阻电流检测是进行电流测量经常使用的一个方法，它具备高线性度、低成本和设计灵活等优势。随着更佳散热性能和更低阻值分流技术的发展，功率损耗可以通过降低分流信号的大小降到最低。Si8920隔离放大器采用 Silicon Labs的专利隔离技术，其每个UL1577支持高达5.0 kVrms的耐受电压，该技术与其他隔离技术相比，降低因高温或老化造成的变化，具有更高的性能、更紧密的零件匹配以及更长的使用寿命。

在电流采样部分， Si8920可对三项电流进行采样、放大处理。因电压高、电磁环境复杂，Si8920比传统的电流处理电路，有显著的优势，如体积小、抗干扰等级强等，完全满足电动汽车功率转换系统严格的设计要求。

Si8920在变频器中电流采样的应用电路

图2：Si8920在变频器中电流采样的应用电路

Si8920的特点与优势：
• 低压差分输入
• ±100 mV和±200 mV选项
• 低信号延迟：0.75 µs
• 输入参考偏移：0.2 mV
• 增益误差：<0.5%
• 出色的漂移规格
• 1 µV/°C偏移漂移
• 60 ppm/°C增益漂移
• 非线性：0.1 %全标度
• 低噪音：100 kHz频宽时0.10 mVrms
• 高共模瞬态抗扰度：75 kV/ µs
• 紧凑封装
• 16 引脚宽体 SOIC
• 8 引脚表面安装DIP
• -40°C至125°C
• AEC-Q100

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你好啊 Lv4. 资深工程师 2020-07-13

学习了
killyo Lv5. 技术专家 2017-10-19

学习一下

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