【经验】如何实现高精度的智能照明电流采样？

时间： 2019-07-11 来源：世强作者：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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SILICON LABS - 隔离放大器,ISOLATED AMPLIFIER,隔离模拟放大器,SI8921AD,SI8921BD,SI8921,SI8921BD-IS4,SI8921AD-IS4,SI8921A,SI8921B,工业、HEV和可再生能源逆变器,直流电机控制和驱动,AC,交流、无刷和直流电机控制和驱动,INDUSTRIAL,隔离开关方式及UPS电源,VARIABLE SPEED MOTOR CONTROL IN CONSUMER WHITE GOODS,AC, BRUSHLESS, AND DC MOTOR CONTROLS AND DRIVES,HEV AND RENEWABLE ENERGY INVERTERS,混合动力汽车和可再生能源逆变器,AND DC MOTOR CONTROLS AND DRIVES,ISOLATED SWITCH MODE AND UPS POWER SUPPLIES,INDUSTRIAL, HEV AND RENEWABLE ENERGY INVERTERS,无刷,自动控制,BRUSHLESS,工业,消费类白色商品中的变速电机控制

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