测量48V高端电流的单供电电源电路

　　标称 -48V 的电压轨在无线基站与网络中心局的电信设备中有着广泛应用，它的电压可以在 -48 ~ -60V 之间变化。测量它的耗电一般需要使用 ±15V 双电源的元件。去掉负电源可以降低系统的复杂性与成本。本设计实例使用一个 AD629 差分放大器和一只 AD8603 运算放大器（均来自 Analog Devices 公司），可测量 -48 ~ -60V 之间的电流，并采用单一正电源工作（参考文献 1 和参考文献 2）。

　　图 1 表示 AD629 和 AD8603 如何在 -48V 共模电压下测量电流。下列方程表示 AD629 差分放大器如何调整超过其供电电压范围的电压：VCOM_MAX=20×(VS-1.2)-19×VREF，VCOM_MIN=20×(-VS+1.2)-19×VREF。在 5V 基准下，共模输入范围为 -71V ~ +121V。流经分流电阻 RS 的电流 I 产生一个差分电压，供差分放大器检测。AD629 的增益固定为 1，因此输出电压为 I×RS+VREF。AD8603作为一个减法器，以抑制共模电压 VREF，并给感兴趣的信号施加增益，I×RS。20 倍的系数可将信号放大到覆盖 ADC 的 2.5V 满量程。

　　本设计实例使用 AD8603 的原因是它有低输入偏置电流和低零漂。另外，它的轨至轨输出可以与 ADC 共用相同的电源。在这一级，减法器将5V共模信号从基准电压中消除。构成减法器的四只电阻必须有匹配的比率，以获得最大共模抑制作用。如果无法获得匹配良好的电阻，可以用一只 AD623 单电源仪表放大器替代 AD8603，以确保高的共模抑制作用。

　　两个放大器的偏移、输入偏移电流，以及共模抑制误差在AD8603的输出得到了163mV的最大误差。这个计算假定电阻为0.01%的匹配率。此电路用 50mΩ、100mΩ和200mΩ的RS作了验证。

参考文献
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.