机器人电流检测芯片的共模电压范围能到多少伏
深圳市星际芯城科技有限公司
发表:2026-07-17 20:16:06 阅读:27

机器人电流检测芯片的共模电压范围决定了其能够在多高的电源电压下进行精确的电流检测,对于高压伺服驱动、电池管理系统和电机控制等应用至关重要。随着机器人技术的不断发展,电源架构从传统的24V逐步向48V甚至72V演进,对电流检测芯片的共模耐压要求也随之提高。目前商用电流检测芯片的共模电压范围已经覆盖了从负电压到正电压的宽广区间,最高可达150V,隔离式方案更可支持高达800VDC的瞬态电压,能够满足各类机器人系统的电流检测需求。

在150V级别,思瑞浦(3PEAK)推出的TPA158高速电流检测放大器支持3V至150V的超宽共模电压输入范围。该芯片专为高性能机器人关节模组等应用设计——在高性能机器人关节模组中,为在有限的体积内提供更大的扭矩,电源供电从48V进一步提升至72V,需要电流检测芯片在100V甚至更高共模电压下工作。TPA158在整个共模输入范围内提供稳定的低失调电压(典型值±15μV),全温范围-40°C至125°C内具备出色的共模抑制比(CMRR),典型值高达140dB。该芯片还提供1MHz带宽和4V/μs的压摆率,能够对电流突变做出快速动态响应。增益版本选项包括50V/V、100V/V、200V/V、500V/V等,可满足不同应用场景的检测精度需求。

在100V至120V级别,有多款产品可供选择。意法半导体(STMicroelectronics)的TSC240是一款高精度电流检测放大器,具备增强的PWM抑制能力,可在-4V至+100V的宽共模电压范围内测量流过分流电阻器的电流,与供电电压无关。该器件增益误差最大仅为0.2%,增益漂移仅为2.5ppm/°C,失调电压仅为±20µV。TSC240非常适合电机控制、电源管理和电池监控等要求严苛的应用。中电港的AiP8280电流检测放大器工作电压范围为2.7V至30V,可测量2.7V至120V宽共模电压降,提供五档增益,超低失调电压兼具1.1MHz高带宽。德州仪器(TI)的INA4290系列同样在2.7V至120V的宽共模范围内测量分流电阻器上的压降,具有±12μV(最大值)的超低失调电压。TI的INA296x系列则支持-5V至110V的工作共模电压,可承受-20V至120V的电压,双向运行,小信号带宽达1.1MHz。ADI的MAX49925双向电流检测放大器输入共模范围从-40V扩展至+76V,具有-42V至+80V的扩展输入保护范围,可防止电池反接和高压尖峰。圣邦微的SGM840提供了-4V至80V的宽共模电压范围,具有高PWM抑制能力。TI的INA240则可在-4V至80V的共模电压范围内检测分流器电阻上的压降,与电源电压无关。

从机器人应用的角度来看,电流检测芯片的共模电压范围选择需要根据系统的电源架构来确定。对于24V供电的轻型协作机器人或服务机器人,-4V至40V的范围已经足够;对于48V供电的工业机器人,需要至少60V以上的共模电压范围;而对于采用72V高压供电的高性能关节模组或伺服驱动器,则需要100V甚至150V以上的共模电压范围。此外,在选择电流检测芯片时还需关注共模抑制比(CMRR)——在高共模电压下,CMRR决定了芯片抑制共模噪声、提取差分信号的能力。TPA158的140dB CMRR、TSC240的120dB PWM瞬变抑制能力以及MAX49925的140dB DC CMRR均为行业领先水平。总体而言,当前机器人电流检测芯片的共模电压范围覆盖了从-40V到+150V的宽广区间,隔离式方案更可支持高达800VDC的瞬态电压,能够满足从低压便携机器人到高压工业机器人的各类电流检测需求。

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