【经验】如何实现高精度的智能照明电流采样?

2019-07-11 世强 风起云扬
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随着IOT的蓬勃发展,作为其中一个重要分支,智能照明也风生水起,迅速壮大。这其中,一般会用到对电流的采样,以用于检测灯的状态或计量等。对于我们工程师而言,那么问题来了,220VAC供电的,交流、高压且经常有干扰,如何实现照明电流的采样?


一、选择先进的芯片方案SI8920


SILICON LABS是世界知名的精密混合信号芯片方案提供商。其新近推出的专门用于分流电阻电流测试隔离放大器Si8920,是测量照明电流的绝佳之选。具体理由如下:


1、它采用了高标准的隔离技术。对于市电供电的产品或设备的电流采样而言,首先要考虑的,就是抗干扰,而使用隔离技术,则可以很好的将因干扰而带来的危险干掉。Si8920隔离放大器采用Silicon Labs专有的隔离技术。 它支持UL1577,高达5.0 kVrms的耐压。与其他隔离技术相比,该技术可实现更高的性能,降低随温度和时间的变化,零件间的匹配更紧密,寿命更长。


2、它具备特色的放大功能。在分流电阻的选择上,为了低功耗及减少发热灯,一般会选用较小阻值参数,比如1mΩ,10mΩ,100mΩ等,一般不会太大,但这会给后级电路处理带来麻烦,而选用了Si8920则不用担心这个问题,它的输入电压仅要求为±100 mV(A系列) 或±200 Mv(B系列),内置了8.1倍或16.2倍的放大器。如此,即使是较小的分流电阻,我们在Si8920输出端,也能得到约1.6V的电压、方便数模转换。


3、它支持输入信号高带宽。Si8920内置放大器带宽为950KHz,因此,对于处理50Hz,或60Hz的市电来说,完全没有问题。


4、它极低延时、精度高。Si8920具有非常低的信号延迟特性,仅0.75us,可允许控制系统快速响应故障条件或负载变化。


5、体积小、占用空间小、系统成本低。Si8920采用DIP-8,或SOIC-16封装,与传统的互感器方案相比,明显体积要小很多,这刚好满足照明领域对电路板小体积的要求。

 

图1:SI8920内部结构框图


综上述,Si8920是一款性能优异、有特色的分流电阻电流隔离放大器,可以完全胜任对于照明电流的采样。


二、采用可靠的电路并设定正确使用参数:


如下图2,是Silicon Labs推荐的原理图,AIP、AIN接到照明电路的分流电阻上,AOP、AON接到模数转换电路上。各器件参数,可参考图中参数。另外,还有如下电气参数要注意:


•  VDDA对GNDA,使用范围3.0V~5.5V;

• VDDB对GNDB,使用范围3.0V~5.5V;

•  AIN:AIP输入范围:±100 mV(A系列) 或±200 Mv(B系列);

•  AIN、AIP对GNDA的共模电压:-0.2V~1.0V;


 

图2:Silicon Labs推荐原理图


三、使用注意事项:


为了减少噪声影响、保证采样精度,在电路设计、布线时,要注意以下事项:


• 接在分流电阻两端的AIP和AIN,应尽可能靠近分流电阻的每一端,因为走线电阻会给测量带来误差。 


• Si8920的输入是差分的,PCB回溯到输入引脚应该平行运行。这确保了在高压侧出现的任何大的噪声瞬变都等效地耦合到AIP和AIN引脚,并且将被Si8920作为共模信号抑制掉。


以上便是正确使用Si8920进行照明电流的采样,或者类似的分流电阻电流的采样所需要的用到的隔离放大器,电路,参数及注意事项。如果还有疑问,请给文章留言,我们会全力协助大家用好包括Si8920在内的任何世强代理的器件。另,如果感觉本文对大家有帮助,请不要忘记点击收藏并点赞,TKS~


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  • duanmaxie Lv8. 研究员 2017-12-03
    学习一下
  • 仙人掌66 Lv3 2017-12-03
    介绍的资料很实用,就是不知道单价如何。现在LED电源都很成熟了,有的为了降低成本,已经是烂大街的价格了。
  • ken2089 Lv4. 资深工程师 2017-12-03
    好资料,感谢分享
  • BATI Lv7. 资深专家 2017-12-02
    siliconlabs有很多好产品,如果再加强在国内的技术支持,就更好了
  • 用户61977029 Lv7. 资深专家 2017-12-02
    自带放大很不错
  • 5454547 Lv8. 研究员 2017-12-02
    感谢分享
  • zhangwy Lv4. 资深工程师 2017-12-02
    不错
  • 叵仄兮 Lv7. 资深专家 2017-12-02
    感谢分享
  • Felix Lv4. 资深工程师 2017-12-01
    写的很好
  • 用户56731903 Lv9. 科学家 2017-12-01
    学习了!
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型号- KP52X20X,KP22065A,KP3282,KP13262,KP52X218,KP23130M,KP3281,KP311BH,KP13264,KP206D,KP16014A,KP206A,KP206B,KP36374,KP1326A,KP36373,KP12761FQ,KP21825CB,KP2064,KP22066A,KP524208A,KP2182,KPE30182M,KP40581P,KP30172M,KP21822M,KP85303,KP571106X,KP85302,KP1315A,KP85301,KP21822F,KPE30181M,KP107W,KPE90772B,KP40511,KP40512,KP107L,KP620303,KP23132M,KP1071CL,KP23132K,KP107Q,KP10780L,KP23162,KP23161,KP23160,KP21824BM,KP620305,KP521111A,KP21823M,KP523201A,KP35026,KP1469A,KP85211,KP35022,KP1074,KP52X201,KP1073,KP1194,KP1076,KP522211D,KP522211B,KP52X208,KP23264M,KP522211A,KP1469K,KS11062E,KP1191,KP1190,KP22086,KP1072,KP10781L,KP1193,KP13251,KP1192,KP22083,KP13252,KP22082,KP13134,KP13255,KP22081,KP13254,KP22080,KP523201C,KP13135,KP523201B,KP523201D,KP85201,KP85321,KP57223X,KP1184,KP52X211,KP35031,KP21824H,KP40612,KP3126,KP40613,KP4214,KP21824M,KP4213,KP21824L,KP40611,KP23122M,KP23267,KP23267M,KP21825C,KS082,KP4050,KP86202,KP86201,KP571115X,KP36573,KP36572,KP40660B,KS11064E,KP522201D,KP522201C,KP522201B,KP522201A,KP22066,KP22064,KP722XX,KP3501A,KP23151,KP22062,KP23150,KP70211XS,KP70211XT,KP523208B,KP523208A,KP523208D,KP1274FQH,KP523208C,KP2315A,KP1274FQC,KPE90771,KP2206A,KPE90773,KP21827B,KP22035,KP107BQ,KP23112M,KP22033,KP23121,KP52X10X,KP14651,KP14652,KP12353,KP12354,KP14653,KP14654,KP36675,KP36674,KP520411,KP36673,KP520419,KP21827M,KP23111M,KP107CQ,KP23132,KP23131,KP23130,KP90831,KP1274FNQ,KP90477X,KP523218D,KP523218A,KP35112,KP523218B,KP3284,KPE90874,KP1271FH,KP7122,KP522218D,KP522218B,KP522218A,KP18003B,KP16015,KP18003A,KP1271FN,KP16014,KP16017,KP1070L,KP22080H,KP18002F,KP1070Q,KP1601A,KP521401,KP12760F,KP521405,KP521403,KP7112,KP521409,KP22308A,KP522302E,KP15051,KP14622H,KP15052,KP22082A,KP22082B,KP14634A,KP1071L,KP32622,KP1601X,KP1505A,KP1071Q,KP81103,KP81102,KP81101,KP520421,KP1271FC,KP520429,KP1272FH,KP522208D,KP522208C,KP521119A,KP522208B,KP522208A,KP18320A,KP1272FN,KP14633A,KP40662B,KP21827,KP21824,KP21825,KP21822,KP4060,KP93101,KP41540,KP14632A,KP32601,KP83201A,KP83201B,KP83201C,KP40661B,KP521411,KP41662,KP1272FC,KP521419,KP23162M,KP40561,KP23162K,KP2822,KP12684FM,KP85632,KP85631,KP522405A,KP522405B,KP40562,KP40511P,KP31616,KP421,KP31614,KP22062A,KP1601,KP522403,KP522405,KP23152M,KP2806,KP18001A,KP521101,KP321AB,KP521103,KP521102,KP522312,KP52230X,KP12760FQ,KP521109,KP35064,KP521108,KP522318,KP521107,KP522403A,KP35062,KP12762F,KP522403B,KP14636L,KP522308E,KP14624H,KP15113,KP15114,KP511419,KP15111,KP521401A,KP15112,KP22064A,KP85402,KP1402A,KP522302,KP83102,KP12761F,KP522308,KP408X,KP1402D,KP127FQ,KP42262,KP18032,KP42261,KP1271FNQ,KP212,KP40612B,KP1078CL,KP2264H,KP10790,KP10791,KP10792,KP1078R,KP523302,KP2591A,KP521001,KP52220X,KP521009,KP1079A,KP523308,KP3210B,KP68301,KP521403A,KP40611B,KP1164M,KP2120B,KP522201,KP521111,KP22308,KP521119,KP22306,KP1076C,KP511101,KP2262H,KP512318,KP511109,KP32551,KP1511,KP523201,KP1078AL,KP1077A,KP1077B,KP41260,KP41261,KP2806A,KP68321,KP41262,KP521405A,KP5711XXX,KP201,KP1078BL,KP10780,KP18026,KP10781,KP28071,KP30262,KP522101,KP512318D,KP28134A,KP206,KP523312,KP13135A,KP22315A,KP40512M,KP1078A,KP1078B,KP523318,KP1078C,KP1273FN,KP41260D,KP1074L,KP14631A,KP511009,KP10750,KP10751,KP10752,KP1074Q,KP1455,KP28033,KP28032,KP3637,KP28034,KP1075A,KP1075B,KP1075C,KP70311X,KP18003,KP41361,KP22305L,KP10760,KP10761,KP10762,KP1075Q,KP30362,KP1326,KP28162,KP1325,KP22305A,KP52320X,KP1273FC,KP1076A,KP12682F,KP1076B,KP1274FC,KP2801A,KP2813A,KP18330,KP1274FH,KP1274FN,KP32511,KP1274FQ,KP2161B,KP1072L,KP32512,KP1313,KP119,KP1072Q,KP1315,KP526201C,KP116,KP526201B,KP526201A,KP118,KP22306A,KP52420X,KP21863,KP521409A,KP18106,KP123,KP122,KP18103,KP1073L,KP18108,KP1073Q,KP30584,KP3251A,KP23223,KP23223M,KP526208C,KP526208B,KP526208A,KP1273FQC,KP107AL,KP1463A,KP3310,KP1255,KP3311,KP23112,KP107AQ,KP23111,KP23110,KP571110X,KP2311A,KP2202A,KP2212,KP70311XT,KP70311XS,KP70211X,KP41262C,KP90641,KP525201A,KP12551,KP525201C,KP525201B,KP12553,KP12554,KP2205,KP2206,KP2203,KP2126B,KP2208,KP2201,KP2202,KP1234,KP90871,KP90872,KP41261C,KP90873,KP41261D,KP571100X,KP14622,KP14623,KP14501,KP1272FQH,KP52520X,KP2212B,KP1272FQC,KP1221,KP1462,KP1220,KP1465,KP1222,KP512318S,KP90661,KP1182,KP641100,KP311A,KP311B,KP3116,KP525208B,KP52620X,KP525208A,KP525208C,KP653202,KP653201,KP2264,KP3111,KP52X302,KP2262,KP13134A,KP3114,KP3112,KP642201,KP201H,KP642202,KP642203,KP201F,KPE201K,KP68500,KP1272FNQ,KP642200,KP201A,KP571130X,KP523211B,KP523211A,KP201E,KP523211D,KP201B,KP201C,KP2210A,KP1162,KP2011,KP3221,KS11064,KP1164,KS11062,KP2591(A),KP2012,KP3222,KP2013,KP620105,KP521909,KP18053,KP641003,KP1274F,KP620103,KP3211B,KP18058,KP18057,KP18056,KP18055,KP212A,KP18059,KP127F,KP321B,KP2122B,KP1271FQH,KP1271FQC,KP521901,KP18061,KP15113A,KP3212B,KP18062,KP18069,KP18068,KP68520,KP571120X,KP3206,KP2123B,KP3205,KP15114H,KP2591,KP524201A

商品及供应商介绍  -  必易微  - 2024.05 PDF 中文 下载

NOVOSENSE Automotive Solution Enable the Electrification and Intellectualization of xEV

型号- NSL23916-Q1,NSI1311,NSI6601,NSI7258,NPC060N065A,NCA8244,NSM2017,NSM2019,NSM2013,NSI22C11,NSM2015,NSM2011,NSR33XXX,NSC9262,NSI1300,NSC9264,NSREF31XX,NSI1306,NSR2240X,NPS0X0N065A,NSP1830,NCA1169,NCA1044,NCA1043,NSR7808,NSOPA240X,NSE11409,NSP1831,NSC9260X,NSP1832,NSM2020,NSL2161X-Q1,NSD8306,NSOPA8XXX,NSD731X,NSD8308,NSI67XX,NSD1026V,NSE34050,NSL31682-Q1,NSCSA24X,NSL21912-Q1,NSI6622V,NSPDC1,NSR31XXX,NCA1021S,NSD8310,NSD1624,NSD8312,NPI030N065A,NSR104XX,NSI6651,NSD11416,NSI22C12,NCA1051A,NSUC1602,NCA1462,NSD8381,NSD56008,NSM3011,NSPADX,NSM3013,NSM3012,NSI6801,NST60-Q1,NSUC1610,NSI824X,NCA9539,NST175-Q1,NSR7850,NST175,NSM203X,NSIP605X,NSIP3266-Q1,NSOPA9XXX,NSI6911,NST86-Q1,NSP1631,NSD12409,NSP1632,NSPASX,NSP1630,NSE425X,NSM1013,NPI040N120A,NSL23924-Q1,NCA9555,NSI822X,NSA9264,NCA1042B,NSD12416,NSA9260X,NSPGM2,NSM2117,NSPGM1,NSI6602V,NSD3608,NSM2113,NSM2115,NSD3604,NSL31520-Q1,NSL2163X-Q1,NSR35XXX,NST20,NSREF30XX,NPC0X0N120A,NSI1200,NSI6611,NSPAS1,NSPAS3,NCA1145,NST235-Q1,NSCSA21X,NCA1043B,NSE5702,NSI6601M,NSE5701,NSR114XX,NSR1048,NSL23716X-Q1,NSM1030

应用及方案  -  纳芯微电子  - April 2024 PDF 英文 下载

【选型】性能更加优越的电流检测隔离放大器SI8921替换AMC1200优势解读

AMC1200是TI公司推出的电容隔离型精密隔离放大器,可使输出端与输入电路隔开,可用于工业控制领域的电流检测。该芯片与隔离电源一起使用,可防止高共模电压线上的噪声电流进入本地接地并干扰或损坏敏感电路。本文介绍Silicon Labs公司推出的隔离放大器Si8921,该物料可替换TI公司的AMC1200,而且性价比高。

器件选型    发布时间 : 2019-07-06

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。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

Si8921/22 Isolated Amplifier Data Sheet

型号- SI8921AB-AS,SI8922AB-IS,SI8922BB-AS,SI8921BD-IS4,SI8921AD-IS4,SI8921AB-IS,SI8921A,SI8922B,SI8922BB-IS,SI8922AD-AS4,SI8922A,SI8921B,SI8922BD-IS4,SI8921AD-AS4,SI8921,SI8922,SI8922AD-IS4,SI8921BB-IS,SI8922BD-AS4,SI8922AB-AS,SI8921BD-AS4,SI8921BB-AS

数据手册  -  SILICON LABS  - Rev. 0.8  - June, 2021 PDF 英文 下载

Silicon Labs(芯科科技)Si8931隔离模拟放大器数据手册

描述- Si8931 Isolated Amplifier for Voltage Measurement Data Sheet.

型号- SI8931,SI8931D-IS4,SI8931D

数据手册  -  SILICON LABS  - Rev.0.2  - 2018年5月29日 PDF 英文 下载

【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。

器件选型    发布时间 : 2019-07-27

技术文档  -  SILICON LABS  - Rev. 0.8  - 11/16 PDF 英文 下载

Silicon Labs(芯科科技)Si8921隔离模拟放大器数据手册

描述- Si8921 Isolated Amplifier for Current Shunt Measurement Data Sheet.

型号- SI8921AD,SI8921BD,SI8921,SI8921BD-IS4,SI8921AD-IS4,SI8921A,SI8921B

数据手册  -  SILICON LABS  - Rev. 0.1  - 2018年2月 PDF 英文 下载

A SIMPLE ALTERNATIVE TO ANALOG ISOLATION AMPLIFIERS

型号- ACPL-C79A,ACPL-C790,ADIAD202,SI8663,ACPL-780,HCPL-7840,TI ISO-124,ACPL-790

数据手册  -  SILICON LABS  - Rev. 0.2  - 2/13 PDF 英文 下载

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品类:隔离放大器

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品类:光耦

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可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz,插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。

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射频无源器件定制

可定制射频隔离器/环行器(10M-40GHz),双工器/三工器(30MHz/850MHz-20GHz),滤波器(DC-20GHz),功分器,同轴负载,同轴衰减器等射频器件;可定制频率覆盖DC~110GHz,功率最高20KW。

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