§02工作基本原理
图4给出了AD8206集成高电压差分放大器,可以最高承受65V的功波电压。芯片输入端使用了16.7:1的反压电阻将共模电压限制在运放A1的输入电压范围内。可惜,输入分压电阻也将差分信号做了等比例的衰减,因此通过A1、A2两级提供的344V/V的电压增益,可以获得20V/V整体电压放大倍数。
图4 AD8206简化原理图
为了实现双向电流检测,可以通过一个低阻参考电压源为AD8206中输出放大器A2的正输入端设置一个正的参考电压。该芯片甚至可以在共模电压为负的时候继续提供对电流分流电阻上的电压信号的放大。
下图(图5)给出了最近刚推出的高电压电流传感器放大电路AD8210,它的功能与AD8206 相类似,管脚定义都一样,但它的工作原理却不同,也带来了不同的技术指标。
图5 AD8210内部功能图
最大的区别在于AD8210的输入并不使用衰减电阻网络来减少高的功波电压,它的输入端使用 XFCB IC的制作工艺所产生的高压三极管,对应的VCE可以高达65V,从而可以承受高达65V的公模输入电压。
AD8210对于小的电流差分信号进行放大的方式参加图5。芯片上第一放大器A1的正负两端分别通过R1、R2连接到电流采样电阻两端,A1通过控制三极管Q1,Q2导通电流来抵消在正负输入端的电压。Q1,Q2的导通电流在内部精确匹配的电阻上产生成比例的电压(已经没有了共模电压了),经过放大器A2放大输出。A2由+5V供电,输出的电压与输入差分电压的比例为20:1。
AD8210电流放大器的电路结构中输入结构要求输入信号功波电压需要大于2V或者3V,不能小于0。在AD8210内部通过内置的上拉电阻提升A1输入电压,这样就可以使得输入共模电压可以低至-2V。
§03两种芯片的差异
很显然,电流传感放大器(AD8210)与差分放大器(AD8206)在工作机制上有明显的差异。前者是将输入差分信号转换成对地的不同电流,再由芯片内部的电阻转换成没有共模电压的差分信号经由后级运发放大输出,芯片主要依靠高压半导体工艺来抵抗共模高压的。而后者则是通过输入衰减电阻网络将信号进行统一衰减后,再利用差分放大对输入信号中的差分信号进行放大,芯片则依靠电阻网络来衰减共模高压的。
虽然在两个芯片的数据手册中已经将它们的主要性能指标进