电流隔离检测设计方案

1 引言 近几年来，随着电力电子技术的飞速发展和集成控制电路的大量使用，快速、准确和
安全地检测系统中各个电参数显得尤为重要。主电路电流的检测和保护电路是影响系统可靠、
稳定运行的关键之一。一般主电路电参数的检测电路需满足如下两方面的要求，

①高精度和

高线性度；

②具有电气隔离功能。

目前，市场上有许多电流隔离传感器供用户使用，如隔离放大器

TPS5904、电流霍尔传感器

等。霍尔传感器有性能高、可靠性好、测量精确的优点，因此应用范围比较广，但是价格相对
较贵。

IR 公司推出的 IR2175 线性电流传感器，可以精确地检测电流信号，隔离效果好，价

格又便宜。本文采用

IR2175 来实现主电路中电流检测和过流保护功能的设计。

2 IR2175 简介
线性电流传感器

IR2175 包括电流检测和保护电路，可通过串联在主电路中的检流电阻对回

路电流进行实时采样，不需要

A／D 转换芯片就能自动将输入模拟信号转换成数字 PWM

信号输出，其频率典型值为

130kHz，可以直接与处理器相连。同传统的霍尔电流传感器相

比，

IR2175 具有温漂低、数字 PWM 输出、接口电路简单、无需线性隔离光耦及 A／D 转换器、

8 脚 PDIP 或 SOIC 封装等优点。
Ir2175 的外形见图 1，其引脚定义如下，其中，高压端与主电路相连，低压端与控制电路
相连。

IR2175 的推荐工作参数如表 1 所列：
IR2175 的输入信号是回路中检流电阻上的压降信号。IR2175 的输出信号是频率为 130kHz、
占空比随电流大小变化的

PWM 信号。输出占空比范围为 9％～91％；当检流电阻上的压降

为

0 时，输出信号的占空比为 50％；当输入电压的变化范围为-260mV～+260mV 时，对应

于输出电压的变化范围为

9％～91％。当检流电阻上的压降大于 260mV 时，输出信号的占

空比保持最大值

91％；输入小于-260mV 时，输出占空比保持最小值 9％。因此，当检流电

阻上的压降超过

-260mV～+260mV 时，输出信号就不能反映电流的变化了，此时，在

IR2175 的 OC 端将输出一个典型宽度为 2μs、低电平有效的过流信号。PO 是开漏的 PWM 输
出脚，由于输出的是数字信号，因此很容易和工作电压为

3.3V～15V 的控制电路进行连接，

使用时需要在

PO 端接一个上拉电阻。

IR2175 的主要特点如下：

(1)具有宽度为 2μs 的过电流关断信号输出，可以直接与微处理器或数字信号处理器进行连
接；
(2)IR2175 采用 PWM 数字信号输出，并且可以采用自举电源取代专用辅助电源，从而可以
有效减小器件尺寸，减少元件数目；
(3)隔离耐压较高，可以直接与 600V 电压的主电路连接。
(4)频带较宽，当输入在 100mV 之内时，带宽典型值为 15kHz。