【经验】如何实现高精度的智能照明电流采样?

2017-11-27 世强 风起云扬

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 Lv6 . 高级专家 2017-12-03
    学习一下
  • 仙人掌66 Lv3 . 高级工程师 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 Lv3 . 高级工程师 2017-12-03
    好资料,感谢分享
  • BATI Lv6 . 高级专家 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
  • 135******46 Lv5 . 技术专家 2017-12-02
    自带放大很不错
  • 5454547 Lv6 . 高级专家 2017-12-02
    感谢分享
  • zhangwy Lv4 . 资深工程师 2017-12-02
    不错
  • 叵仄兮 Lv4 . 资深工程师 2017-12-02
    感谢分享
  • Felix Lv3 . 高级工程师 2017-12-01
    写的很好
  • 134******99 Lv4 . 资深工程师 2017-12-01
    学习了!
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