【应用】5.0 kVrms高耐压电流检测放大器助力BMS系统参数检测
在BMS系统中，电流放大器是BMS参数检测的重要器件，通过电流放大器可以将测得的电流信号转换为电压信号，并可以同时估算SOC和SOH等重要参数。对于放大器的基本要求如下：
带宽较大：最好在100-600kHZ之间。
电压：在兼顾成本的情况下，峰峰值越大越好。
功率：功率代表了放大器的驱动能力，P=U*I ,电动汽车的单节电池一般电压为3.3-5V之间，电流一般为1-5A，故功率要低于25W。
通道：单通道差分输入，保证通道传输同步性。
针对以上使用需求，笔者在项目中选用了世强代理的SILICON LABS SI8920电流放大器，Si8920隔离放大器采用Silicon Labs经过验证、基于CMOS的隔离技术，可满足UL、VDE、CQC和CSA标准的严格要求，支持最高5kV隔离承受能力和1200V的工作电压，并能够提供比竞争对手隔离技术更宽的工作温度范围、更好的噪声抑制和更长的使用寿命。Si8920放大器极低的温度漂移（1μV/°C）确保在各种工作条件下性能稳定。Si8920器件具备业界领先的信号带宽（最高可达400kHz），可确保快速、精确的直流电流测量，以及主信号和谐波信号的精确呈现。
下面介绍Si8920的相关应用优势：
（1）Si8920是一个电流隔离的模拟放大器。低压差分输入非常适合测量电流分流电阻两端的电压，输出8.1x或16.2x的差分模拟信号。
（2）Si8920具有较低的信号延迟，控制器可以较快的判断信号准确性，同时其具有极低的温漂和线性增益，可以保证系统运行的可靠性，极高的共模瞬态抗扰性意味着即使存在大功率开关的情况下，Si8920也能提供精确的测量。
（3）Si8920支持高达5.0 kVrms的耐压值，与其他隔离技术相比，该技术可实现更高的性能，减少随温度和时间变化的变化，器件的使用寿命更长。
下图是笔者在BMS系统中关于Si8920的应用电路图：
图1：Si8920在BMS中的应用电路图
负载端设计思路：
图1中负载是单节电池包，RSENSE是小阻值电阻，用以降低功耗(注:电阻过低会降低测量的信噪比)。Si8920提供两个指定满量程输入选项，±100 mV（Si8920A）和±200 mV（Si8920B），用于优化RSENSE的值。笔者建议，Si8920的AIP和AIN接口应尽可能靠近RSENSE电阻的两端，因为过长的走线会带来测量误差。
Si8920的放大器带宽大约为950 kHz。 如果需要进一步的滤波，可以在RSENSE和输入引脚之间放置一个无源的差分RC低通滤波器。 推荐使用R1 = R2 = 20Ω和C1 = 10 nF，可以达到约400KHZ的输入。在设计过程中，为了减小增益误差，R1和R2应始终小于33Ω，源阻抗与Si8920输入阻抗相比足够低。
Si8920设计思路
在Si8920的设计中，GNDA，AIN和AIP的共模电压必须大于-0.2 V，但小于1V. 为了满足这个要求，将Si8920的GNDA连接到RSENSE电阻的一端。如图1所示，为了满足设计需求，连接了GNDA，RSENSE，Q1的源极和Q2的漏极。
Q1门极驱动器有一个浮动电源，本应用中约为24 V.。由于Si8920的输入和输出彼此电隔离，因此每一侧都需要添加单独的电源。 Q3，R3，C3和D1构成一个电路调节器，用于从浮动电源为Si8920的输入端供电。 D1在Q3的基极添加了一个5.6 V的电压，R3为D1提供10 mA的齐纳电流。C3在Q3的基极提供滤波，而Q3的发射极输出为VDDA提供大约5V的电压。C2是电源旁路电容，放置在VDDA引脚，其回路连接到RSENSE的GNDA连接。C4可以滤除Si8920的VDDB端的杂波，AOP和AON的输出信号是差分的，标称增益为8.1（Si8920B）或16.2（Si8920A），共模电压为1.1 V。
抗混叠滤波器设计
输出由差分输入ADC采样。根据ADC的采样率，需要使用抗混叠滤波器。一个简单的抗混叠滤波器可以由无源元件R4，C6和R5制成。 该滤波器的特性取决于ADC的输入拓扑结构和采样频率。但是，为确保Si8920输出不会过载，R4 = R5> 5kΩ，C6可通过以下公式计算：
笔者对设计的电路进行了检测测试，测试如图2所示：
图2：放大器测试示波器图
对图2进行分析，在上电工作之后，给与正弦信号激励，电流放大器输出信号趋于稳定，滤波效果较为良好，说明放大器可以很好应用于BMS系统。
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ROHM（罗姆）IC/功率元器件/分立式元器件/无源元器件/光学元器件/模块选型指南（中文）
目录- ComfySIL™品牌介绍 IC 功率元器件 分立式元器件 无源元器件 光学元器件 模块 品名索引
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【选型】ROHM（罗姆）工业设备用产品选型指南（中文）
目录- 工业自动化产品框图 能源框图 基础设施框图 推荐产品 IC产品 电源管理 传感器/MEMS 无线通信用LSI 存储器 放大器/比较器 电压检测器(复位IC)数据转换器/显示驱动器 微控制器 分立式元器件/模块产品 功率元器件 分立式元器件 无源元器件（电阻器） LED/LED显示器 无线通信模块 型号索引
型号- BD7673AG,SMLEN3BC8T,BA4560RFVM,RBQ20NS65A,RFN20NS6S,BM2LB300FJ-C,BA4560RFVT,RASMID,BD7602GUL,RFUH20NS3S,BD82001FVJ-LB,SMF26V,MD56V72161C-XXTAP,RB058LAM150,SDR,BD50FA1MG-M,BD9109FVM-LB,RB088LAM-60,RB238NS150,SML-D12Y8W,BR25H128,SML-P11DT,VS17VUA1LAM,GMR50/5025,RFUH20NS4S,RGTH40TK65,STM 431J,SCT2280KE,BA82904YFVM-C,CSL1301R2T,ECO 200,BA2902YF-LB,BA4560YFV-M,RB298T100,BD46EXX1G-M,SMF24V,BU7250G,SML-D12U1W,BD71L4LG-1,BR25H160,SFR,BR25A512,RGCL80TK60,RGPR20BM36HR,BD12732FVM,BD12732FVJ,PTM 330,BU7251SG,BA2901YFV-M,BU21181FS,BU7251G,BD87A34FVM,BU7462FVM,BD12732FVT,BD52XXG-2C,LM2903F,RBR30NS30A,BU7291G,MD56V62161M-XXTAL42X,GSSSMR320,LM339F,MD56V72161C-XXTAL42X,BA2901YFV-C,BR93AXX-WM,BA2902SF,SMF22V,SML-D12Y3W,ML610400,BD2066FJ-LB,SCT2160KE,BAXXDD0T,SCM-013RT,LM2904F,BAXXDD0W,BU9829GUL-W,PTM 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最大传输延时30ns, 4A灌/拉电流驱动能力的隔离驱动器 | 功率器件专场 世强硬创新产品研讨会
型号- SI88XXXISO-KIT,SI88241ED-IS,SI823HX,SI8281CD-IS,SI8642ET-IS,SI823X,SI827X,SI88621ED-IS,SI893X,SI8239X,SI875X,SI8285CD-IS,SI8920BC-IP,SI8281-KIT,SI86XXXT,SI86XXT,SI8285_86-KIT,SI8286CD-IS,SI8285,SI8281,SI886XXISO-KIT,SI86XX,SI87XX,SI8920,SI834X,SI88XX,SI8921,SI8900,SI8922,SI828X,SI838X,SI86XXTISO-KIT,SI826X,SI8920ISO-KIT,SI894X
AMC1200为什么常用电路推荐
AMC1200属于隔离芯的电压及电流采样芯片，可以参考Silicon Labs的SI8920的典型运用设计，属于差分式输入，输出，资料链接：https://www.sekorm.com/doc/617439.html；
【应用】PFC电流检测的低成本方案：带隔离的电流采样芯片SI8920，高精度、小体积
目前的PFC设计通常需要检测环路的电压及电流，使效率达到最高化，对于PFC的电流检测方法通常会涉及到隔离问题，用带隔离的电流检测芯片会更好，Silicon Labs推出的SI8920具有高精度，小体积，低成本的优势非常适合PFC的电流检测芯片。
【应用】Silicon Labs为电动汽车电池管理系统提供业界领先隔离方案，保障BMS稳定高效运行
电池管理系统（BMS）用于监控和控制电力存储系统，确保电池状况良好，并为车辆系统提供电力。隔离产品在电动汽车（EV）或混合动力电动汽车（HEV）的电气域中的BMS内有众多用途。Silicon Labs提供多种高效隔离产品用于BMS，保障系统稳定高效运行。
变频器电机相电流检测方案采用电流检测电阻R（SENSE）+HCPL-7840电流检测光耦实现，想更换一款可pin to pin替代HCPL-7840的隔离器件，请问是否有合适型号推荐？
推荐Si8920BC-IP隔离容耦，有SOIC-16宽体封装和DIP8表面封装两种选择，其中DIP8封装可pin to pin替代HCPL-7840，产品特点如下：1、低压差分输入范围：±200mv；2、低信号延迟：仅0.75μs；3、输入失调电压0.2mv；4、增益误差<0.5%；5、卓越的漂移规格：1 μV/°C失调漂移、60 ppm/°C温度漂移；6、全数值范围内非线性误差：0.1%；7、高共模抑制75kv/μs；8、工作温度：-40℃~ +125℃；9、通过AEC-Q100认证。
【选型】隔离放大器Si8920BC-IP可替代TI AMC1200用于电动汽车充电桩电流测量
本人设计了一款AC/DC电源模块，输入三相380VAC，输出200～500VDC，0～60A，采用DSP作为主控制，稳压稳流可调输出，能够多模块并联输出。模块电流测量采用隔离放大器，选择Silicon Labs的Si8920BC-IP替代TI的AMC1200。
电子商城
品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
现货： 102,628
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
测试1.2/50us-8/20us组合波，10/700us-5/320us组合波，8/20us单波。能够模拟雷电瞬变引起的浪涌冲击抗干扰测试，最高电压达20KV，电流达20KA。点击预约，支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/上海 提交需求>
可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告，静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A；动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等，具备可靠性评估及老化实验能力。
实验室地址： 西安 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
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