AMC1304x：高精度分流电阻式电流测量的理想之选

在电子工程师的日常设计工作中，高精度的电流测量和隔离需求是常见的挑战。德州仪器（TI）的AMC1304x系列产品，为我们提供了一种可靠且高效的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：amc1304m25.pdf

一、产品概述

AMC1304x是一系列高精度、增强型隔离的Delta - Sigma调制器，并且集成了LDO（低压差线性稳压器）。该系列产品专为基于分流电阻的电流测量而优化，有±50 - mV或±250 - mV的输入电压范围可供选择，同时提供CMOS或LVDS数字接口选项，引脚兼容，这为工程师在设计不同应用时提供了极大的灵活性。

二、主要特性

2.1 高精度DC性能

在系统级高精度传感方面，AMC1304x表现出色。其具有极低的失调误差（±50 µV或±100 µV，最大）和失调漂移（1.3 µV/°C，最大），以及极小的增益误差（±0.2%或±0.3%，最大）和增益漂移（±40 ppm/°C，最大）。这些特性确保了在不同工作条件下，都能实现精确的测量。

2.2 安全认证

产品满足多项安全相关认证，如符合DIN VDE V 0884 - 11: 2017 - 01标准的7000 - (V{PK})增强型隔离，以及符合UL1577、CAN/CSA no. 5A - 组件验收服务通知和IEC 62368 - 1终端设备标准的1分钟5000 - (V{RMS})隔离。这为产品在安全要求较高的应用中提供了可靠保障。

2.3 抗干扰能力

具备15 kV/µs（最小）的瞬态抗扰度和高电磁场抗扰度（可参考应用笔记SLLA181A），能有效抵抗外界干扰，保证测量的稳定性和准确性。

2.4 时钟输入与LDO

外部5 - MHz至20 - MHz时钟输入，方便系统级同步。片上集成18 - V LDO稳压器，简化了电源设计。

三、应用领域

3.1 分流电阻式电流传感

在工业电机驱动器、光伏逆变器和不间断电源等领域，AMC1304x可实现高精度的电流测量。以工业电机驱动器为例，精确的电流测量有助于实现电机的高效控制和保护。

3.2 隔离电压测量

该产品也可用于隔离电压测量，但在设计时需要考虑电阻阻抗对测量性能的影响。

四、技术细节

4.1 模拟输入

AMC1304的前端电路包含差分放大器和采样级，其后是ΔΣ调制器。对于±250 - mV输入电压范围的器件（AMC1304x25），差分放大器增益为4，差分输入阻抗为25 kΩ；对于±50 - mV输入电压范围的器件（AMC1304x05），增益为20，差分输入阻抗为5 kΩ。在设计高阻抗信号源的电路时，需要考虑输入阻抗对增益和失调规格的影响。

4.2 调制器

采用二阶开关电容前馈ΔΣ调制器，将量化噪声转移到高频。因此，需要在器件输出端使用低通数字滤波器来提高整体性能。TI的TMS320F2807x和TMS320F2837x微控制器系列提供了适用于AMC1304系列的可编程、硬连线滤波器结构。

4.3 数字输出

差分输入信号为0 V时，理想情况下输出的1和0信号占比各为50%；输入为±250 mV（AMC1304x25）或±50 mV（AMC1304x05）时，输出的1信号占比分别为90%或10%。当输入超出指定范围时，调制器输出会出现非线性行为，但会通过特定方式指示器件正常工作。

五、设计要点

5.1 数字滤波器使用

调制器输出的位流需要经过数字滤波器处理，以获得类似于传统ADC的转换结果。sinc3型滤波器是一种简单且有效的选择，在本产品文档中，所有特性表征均使用具有256倍过采样率（OSR）和16位输出字长的sinc3滤波器。

5.2 电源推荐

在典型的变频器应用中，器件的高端电源（LDOIN）直接来自上桥驱动的浮动电源。建议在LDOIN引脚附近使用0.1 µF的低ESR去耦电容进行滤波，内部LDO输出也需要在VCAP引脚和AGND之间连接0.1 µF的去耦电容。

5.3 布局建议

为了获得最佳性能，应将分流电阻靠近AMC1304的VINP和VINN输入放置，并保持连接布局对称。对于AMC1304Lx版本，应在器件的CLKIN、CLKIN_N输入附近放置100 - Ω终端电阻，以确保信号完整性。

六、总结

AMC1304x系列产品凭借其高精度、高安全性和良好的抗干扰能力，为分流电阻式电流测量和隔离电压测量提供了优秀的解决方案。在实际设计中，我们需要充分考虑其技术特性和设计要点，以确保系统的性能和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。