測量48V高端電流的單供電電源電路

　　標(biāo)稱 -48V 的電壓軌在無線基站與網(wǎng)絡(luò)中心局的電信設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用，它的電壓可以在 -48 ~ -60V 之間變化。測量它的耗電一般需要使用 ±15V 雙電源的元件。去掉負電源可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本。本設(shè)計實例使用一個 AD629 差分放大器和一只 AD8603 運算放大器（均來自 Analog Devices 公司），可測量 -48 ~ -60V 之間的電流，并采用單一正電源工作（參考文獻 1 和參考文獻 2）。

　　圖 1 表示 AD629 和 AD8603 如何在 -48V 共模電壓下測量電流。下列方程表示 AD629 差分放大器如何調(diào)整超過其供電電壓范圍的電壓：VCOM_MAX=20×(VS-1.2)-19×VREF，VCOM_MIN=20×(-VS+1.2)-19×VREF。在 5V 基準(zhǔn)下，共模輸入范圍為 -71V ~ +121V。流經(jīng)分流電阻 RS 的電流 I 產(chǎn)生一個差分電壓，供差分放大器檢測。AD629 的增益固定為 1，因此輸出電壓為 I×RS+VREF。AD8603作為一個減法器，以抑制共模電壓 VREF，并給感興趣的信號施加增益，I×RS。20 倍的系數(shù)可將信號放大到覆蓋 ADC 的 2.5V 滿量程。

　　本設(shè)計實例使用 AD8603 的原因是它有低輸入偏置電流和低零漂。另外，它的軌至軌輸出可以與 ADC 共用相同的電源。在這一級，減法器將5V共模信號從基準(zhǔn)電壓中消除。構(gòu)成減法器的四只電阻必須有匹配的比率，以獲得最大共模抑制作用。如果無法獲得匹配良好的電阻，可以用一只 AD623 單電源儀表放大器替代 AD8603，以確保高的共模抑制作用。

　　兩個放大器的偏移、輸入偏移電流，以及共模抑制誤差在AD8603的輸出得到了163mV的最大誤差。這個計算假定電阻為0.01%的匹配率。此電路用 50mΩ、100mΩ和200mΩ的RS作了驗證。

參考文獻
1. “High Common-Mode Voltage, Difference Amplifier AD629,” Analog Devices, 1999 to 2007.
2. “Precision Micropower, Low Noise CMOS Rail-to-Rail Input/Output Operational Amplifiers AD8603/AD8607/AD8609,” Analog Devices, 2005.