电流测量的原理和产品
还有一个较新的INA270和INA271产品系列,其基本结构与INA19X系列类似,唯一的差别在于缓冲输出在芯片外,用户可以通过在中间加以滤波以减小噪声输出。
然而,为了进一步提高系统整体精度,新产品中引入了"零温漂"技术。由于采集电流时温度很重要,而电阻本身会发热导致出现温漂,因此引入了"零温漂"技术以达到进一步提高总体精度的目的。INA209是基于零温漂技术的第一代产品。
图6显示了TI的所有电流采集产品,其中包括了共模电压范围和供电范围。可以看到INA19X、INA27X产品以及INA203-206产品都提供了较宽的共模电压范围,INA209是最新的"零温漂"双向电流采集器。
数字输出直接电流测量
对于数字输出电流采集器则必定需要隔离或AD转换。
由于ADS8361带有两路AD转换,可同时进行两路同步采样,因此应用非常普遍。其前端有一个二选一的开关,可以允许四路输入,两路AD对其同步采样。因为电流必须要两路同步采集以保证三相电机的工作,因此同步采集在电流测量中至关重要。
除了传统的AD转换外,TI还开发了一系列专门针对电流采集应用的AD转换器。ADS120X系列是专门为数字化电流开发的产品,针对不同电流传感器还有不同的产品系列,如非接触性的ADS1204/5/8等。这些产品不是传统的串口或并口的输出,而是∑?Δ 输出,它们利用∑?Δ工作原理完成AD转换,其输出类似PWM,但是频率是可变的,通过脉冲密度形式进行AD转换。ADS1208是针对霍尔传感器开发的产品,本身有一个可编程电流源。原因在于霍尔传感器需要有电流源驱动以进行平衡使用,因此将可编程电流源集成到芯片中。ADS1205是专门针对需要两路同步采集开发的产品,具有两个差分输入,如用于马达控制。ADS1204具有四路差分输入,不仅可以监控三相电流,还可以对其它环境的不同参数进行采样。此外,TI公司还有专门针对单路相电流采样产品,如ADS1202和ADS1203,还提供ISO72XX系列专门用于高速数据流的数字隔离,它使用电容隔离方式,不受外界磁场影响。TI还将推出一款将数据采集前端和隔离集成在一起的产品,从而在单芯片上实现数据采集与信号隔离的功能,如AMC1203。
上文提到的产品系列输出是∑?Δ数据流,可以使用专用芯片AMC1210将其还原成一个串口或并口的输出。它不仅集成了∑?Δ后端数据滤波器,还加入了一些比较器,因此可以实现非常多的数字功能。
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