【探索DigiKey!FUN肆分享】电源设计中运放的妙用(二)

在电源设计中,运算放大器(Op-Amp)凭借其高精度、灵活性和低成本等特性,常被用于电压反馈、电流检测、环路补偿等关键环节。

在这里分享第2个案例,以及具体设计方案中运放的具体的妙用。

期待大家的点评。如果有不合理的设计之处,也请大家给予指正。

案例2:高侧电流检测电路
需求:
监测12V电源总线电流(0~5A),输出0~2.5V信号供MCU ADC读取。

方案
核心器件:Op-Amp(如ADI的AD8210)、检流电阻(50mΩ/1%)。
AD8210:

  • ±4000 V人体模型(HBM) ESD
  • 保护高共模电压范围:
    工作范围:-2 V 至 +65 V
    耐压范围:-5 V 至 +68 V
  • 缓冲输出电压
  • 5 mA输出驱动能力
  • 宽工作温度范围:
    −40至+125
  • 比率半量程输出失调
  • 出色的交流与直流性能
    失调漂移:1μV/°C (典型值)
    增益漂移:10 ppm/°C(典型值)
    共模抑制比:120 dB(典型值,DC)
    100kHz共模抑制比:80dB(典型值)
  • 采用8引脚SOIC封装

电路设计:

  1. 高侧采样:50mΩ电阻串联在电源正极,两端压差ΔV=0~250mV。
  2. 差分放大:AD8210(专用于高侧电流检测)放大ΔV 10倍,输出0~2.5V。
  3. 滤波:RC低通滤除开关噪声(如100Hz截止频率)。

设计的关键点:

  • AD8210共模输入范围达65V,直接支持12V总线。
  • 检流电阻功率需≥1.25W(5A²×50mΩ)。

这种设计的优势:
无需电平移位电路,简化设计且避免低侧检测对地回路干扰。

欢迎大家点评。