AD8205是美國模擬器件公司推出的一種單電源高性能差分放大器，典型單電源供電電壓為5V，其共模電壓輸入范圍為-2~65V，可以耐受-5~+70V的輸入共模電壓，適用于高共模電壓情況下檢測小差分電壓的工業(yè)設(shè)備中。它的增益固定為50V/V，工作溫度范圍為-40~+125℃，失調(diào)電壓溫漂小于15mV/℃，增益溫漂小于30ppm/℃(環(huán)境溫度可高達(dá)125℃)，在整個(gè)規(guī)定溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的直流性能，其從直流到100kHz的頻帶范圍內(nèi)具有高達(dá)80dB的共模抑制比。因此其測量環(huán)路誤差小，精度高，非常適合用于馬達(dá)控制、傳動(dòng)控制、磁懸浮控制、車輛動(dòng)力控制、燃料噴射控制、引擎管理和DC-DC變換等控制系統(tǒng)中。
內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及其工作原理
AD8205的內(nèi)部電路由A1和A2兩個(gè)集成運(yùn)放和一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，以及一個(gè)小參考電壓源和偏置電路構(gòu)成，其電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 高側(cè)電流傳感器AD8205內(nèi)部電路原理圖
A1的前置衰減由電阻RA、RB、RC組成，可將共模電壓衰減到合適的輸入電壓范圍內(nèi)。兩組衰減器構(gòu)成橋式網(wǎng)絡(luò)，衰減率為1/16.7。輸入信號經(jīng)過衰減以后，使得輸入信號的幅值保持在供電電源電壓范圍以內(nèi)，當(dāng)輸入電壓超過供電電源電壓或低于公共地端的電壓時(shí)，內(nèi)部參考電壓起作用，使得放大器在輸入負(fù)共模電壓信號時(shí)仍然可以正常工作。當(dāng)電橋平衡時(shí)，共模電壓信號產(chǎn)生的差分輸入信號為0V。當(dāng)然，輸入網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也衰減了輸入差分電壓信號，放大器A1將衰減后的信號放大26倍，其輸入和輸出都采用差分形式以獲得最大的交流共模抑制比。另外電阻RA、RB、RC、RD和RF通過激光校準(zhǔn)后的電阻匹配率優(yōu)于0.01%，這種高精度校準(zhǔn)使得器件能夠獲得超過80dB的共模抑制比。
放大器A2將A1輸出的差分信號轉(zhuǎn)換成單端信號，并放大32.15倍。參考輸入端VREF1和VREF2都經(jīng)過電阻RREF連接到A2的同相輸入端，使得輸出可以任意調(diào)整到所需要的輸出電壓范圍內(nèi)。當(dāng)兩個(gè)參考輸入端并聯(lián)使用時(shí)，參考電壓從輸入到輸出的增益為1V/V;當(dāng)單獨(dú)使用任何一個(gè)參考輸入端時(shí)，其增益為0.5V/V。AD8205的總增益由衰減電路的衰減率1/16.7、A1的放大倍數(shù)26和A2的放大倍數(shù)32.15構(gòu)成。AD8205具有300μA的吸收下拉電流能力，采用A類PNP管接上拉電阻輸出。
輸出方式設(shè)置
單極性輸出
此方式一般用來測量流過采樣電阻上的單方向變化的電流。有兩種基本模式：以地為參考和以V+為參考的輸出模式。在單極性工作模式下，當(dāng)差分輸入為0時(shí)，輸出可以偏置到負(fù)向(接近地)或正向峰值(V+)。當(dāng)差分電壓加到輸入端時(shí)，輸出將反向移動(dòng)到峰值。這時(shí)滿幅輸出所對應(yīng)的輸入差分電壓幅值接近100mV，它的極性由輸出電壓的靜態(tài)設(shè)置所決定。當(dāng)偏置到正向峰值時(shí)，輸入差分電壓應(yīng)該為負(fù)，輸出由正向峰值下降;反之，若靜態(tài)偏置到地，則輸入差分電壓應(yīng)該為正，輸出由0上升。
以地為參考的輸出連接方式如圖2(a)所示。它的兩個(gè)參考輸入端都接到地上，當(dāng)輸入的差分電壓為0時(shí)，其輸出被偏置到反相峰值(約0.05V)。
以V+為參考的輸出連接方式如圖2(b)所示。它的兩個(gè)參考輸入端都連接到正電源上，當(dāng)輸入的差分電壓為0時(shí)，其輸出被偏置到正相峰值(約4.8V)。
