在工業(yè)自動(dòng)化和電動(dòng)汽車等高壓應(yīng)用場(chǎng)景中，電壓測(cè)量不僅要確保精度，還需滿足電氣隔離要求，以保障系統(tǒng)安全與人員操作安全。隔離式電壓放大器因其在跨隔離柵傳輸信號(hào)時(shí)的高可靠性，廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、逆變器、車載充電器等設(shè)備中。本文將從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，分析如何根據(jù)三大關(guān)鍵指標(biāo)——隔離等級(jí)、輸入范圍、供電方式，來(lái)選擇適合的隔離式電壓放大器。

一、明確隔離等級(jí)要求

隔離式放大器的核心功能之一是提供電氣隔離，防止高壓側(cè)對(duì)低壓控制電路造成干擾或損壞。TI（德州儀器）的隔離式放大器通常依據(jù)IEC 60747-17、UL 1577等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，分為基礎(chǔ)型和增強(qiáng)型兩種隔離等級(jí)。

在工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，常見的做法是在主電源、直流母線和電機(jī)相位三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署隔離式電壓檢測(cè)電路。例如，在三相交流輸入端，電壓范圍通常為230VRMS/400VRMS（歐洲）或120VRMS/208VRMS（美國(guó)），此時(shí)可選用如AMC1350或AMC3330這類具有高輸入阻抗的器件，以減少分壓電路帶來(lái)的誤差。

二、根據(jù)測(cè)量位置選擇輸入范圍與精度

不同的測(cè)量點(diǎn)對(duì)電壓范圍和測(cè)量精度的要求不同：

直流鏈路電壓測(cè)量：用于計(jì)算PWM占空比、制動(dòng)保護(hù)及電容放電判斷，通常需要±1%以上的精度。推薦使用AMC1351（0~5V輸入）或AMC1311（0~2V輸入），其單極輸入特性適配直流鏈路電壓變化范圍。

相電壓測(cè)量：有助于提升無(wú)傳感器電機(jī)控制的性能?？刹捎萌N方式：

使用三個(gè)單極輸入隔離放大器，統(tǒng)一由一個(gè)隔離電源供電；

或僅用兩個(gè)雙極輸入放大器，通過算法推導(dǎo)第三個(gè)相電壓，從而節(jié)省硬件成本；

若采用浮動(dòng)電源供電，可使用集成DC/DC轉(zhuǎn)換器的AMC3330簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

德州儀器 (TI) 的電壓檢測(cè)隔離式放大器表：

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三、考慮高壓側(cè)供電方案

隔離式放大器的高壓側(cè)供電方式直接影響整體系統(tǒng)的復(fù)雜度和效率：

對(duì)于需要多個(gè)通道同步測(cè)量的應(yīng)用，可使用單一隔離電源為所有通道供電；

若空間受限或需簡(jiǎn)化布線，則優(yōu)選集成DC/DC轉(zhuǎn)換器的型號(hào)，如AMC3330，不僅減少外圍元件數(shù)量，還能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

四、處理電阻分壓器設(shè)計(jì)中的常見問題

在實(shí)際電路中，電壓測(cè)量通常需要通過電阻分壓器將高壓降至放大器可接受的輸入范圍內(nèi)。然而，以下因素可能導(dǎo)致測(cè)量誤差：

輸入偏置電流引起失調(diào)電壓；

分壓電阻與放大器輸入阻抗并聯(lián)導(dǎo)致增益誤差；

溫漂影響長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

建議優(yōu)先選擇具有高輸入阻抗、低偏置電流的放大器（如AMC3330系列），以降低校準(zhǔn)難度并提升未校準(zhǔn)狀態(tài)下的測(cè)量精度。

結(jié)語(yǔ)

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，隔離式電壓放大器的選擇應(yīng)綜合考慮隔離等級(jí)、輸入范圍、供電方式以及外圍電路的匹配性。TI 提供了多種適用于不同場(chǎng)景的隔離式放大器產(chǎn)品，工程師可根據(jù)具體需求在性能、成本與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度之間做出最優(yōu)權(quán)衡，同時(shí)確保符合行業(yè)安全與可靠性標(biāo)準(zhǔn)。通過合理選型與設(shè)計(jì)優(yōu)化，可有效提升系統(tǒng)整體效率與安全性。