日本語版

ゼロドリフト高電圧の
双方向ディファレンス・アンプ
AD8207
機能ブロック図
特長
V+
電流シャント・アプリケーションに最適
EMI フィルタを内蔵
1 µV/°C の最大入力オフセット・ドリフト
高い同相モード電圧範囲
-4 V～+65 V 動作(5 V 電源)
-4 V～+35 V 動作(3.3 V 電源)
-25 V～+75 V サバイバル
ゲイン= 20 V/V
電源電圧範囲: 3.3 V～5.5 V
広い動作温度範囲: −40°C～+125°C
双方向電流のモニタリング
オフセット・ドリフト: 500 nV/°C (typ)以下
ゲイン・ドリフト: 10 ppm/°C (typ)以下
DC～10 kHz での CMRR: 90 dB 以上
車載アプリケーション用に認定済み
+IN
ZERO
DRIFT
–IN
OUT
AD8207
VREF 1
RANGE
REF
GND
09160-001
VREF 2
図 1.
アプリケーション
次のアプリケーションでのハイサイド電流検出
モーター・コントロール
ソレノイド・コントロール
エンジン・マネジメント
電子パワー・ステアリング
サスペンション・コントロール
車両運動制御
DC/DC コンバータ
概要
AD8207 は、大きな同相モード電圧が存在する中で小さい差動電
圧を増幅するために最適な単電源ディファレンス・アンプです。
入力同相モード動作電圧範囲は、5 V 電源で−4 V～+65 V です。
AD8207 は 3.3 V～5 V の単電源電圧で動作するため、特にソレノ
イド・コントロール・アプリケーションおよびモーター・コント
ロール・アプリケーションで大きな入力 PWM 同相モード電圧に
耐えるのに最適です。
AD8207 は 8 ピンの SOIC パッケージを採用しています。温度に対
して優れた DC 性能を持つため、測定ループでの誤差が小さくな
ります。オフセット・ドリフトは 500 nV/°C (typ)以下で、ゲイ
ン・ドリフトは 10 ppm/°C (typ)以下です。
Rev. 0
AD8207 は、双方向電流検出アプリケーションに最適です。2 本の
リファレンス・ピン(VREF1 と VREF2)を持っているため、これらの
ピンを使うと、デバイス出力を電源範囲内の任意の電圧に容易に
オフセットさせることができます。VREF1 を V+ピンに、VREF2 を
GND ピンにそれぞれ接続すると、出力はハーフスケールに設定さ
れます。両ピンを GND に接続すると、出力はユニポーラになり、
グラウンド近くからスタートします。両ピンを V+に接続すると、
出力は V+近くからスタートするユニポーラになります。その他
の出力オフセットは、VREF1 ピンと VREF2 ピンに外部で低インピー
ダンス電圧を接続することにより実現されます。
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に
関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、
アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様
は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。
※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。
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本
AD8207
目次
特長......................................................................................................... 1
出力オフセットの調整 ....................................................................... 12
アプリケーション ................................................................................. 1
単方向動作 ....................................................................................... 12
機能ブロック図 ..................................................................................... 1
双方向動作 ....................................................................................... 12
概要......................................................................................................... 1
外部基準出力 ................................................................................... 13
改訂履歴................................................................................................. 2
電源電圧の分割 ............................................................................... 13
仕様......................................................................................................... 3
外付けリファレンス電圧の分割.................................................... 13
絶対最大定格 ......................................................................................... 4
ESDの注意 ......................................................................................... 4
アプリケーション情報 ....................................................................... 14
モーター・コントロール................................................................ 14
ピン配置およびピン機能説明 ............................................................. 5
代表的な性能特性 ................................................................................. 6
動作原理............................................................................................... 10
ソレノイド・コントロール............................................................ 15
外形寸法 ............................................................................................... 16
電源電圧の調整 ................................................................................... 11
3.3 V～4.5 V電源動作 ..................................................................... 11
4.5 V～5.5 V電源動作 ..................................................................... 11
改訂履歴
7/10—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/16 －
オーダー・ガイド ........................................................................... 16
車載製品 ........................................................................................... 16
AD8207
仕様
特に指定がない限り、TOPR = −40°C～+125°C、V+ = 5 V または 3.3 V。
表 1.
Parameter
Min
GAIN
Initial
Accuracy over Temperature
Gain vs. Temperature
−0.3
−15
VOLTAGE OFFSET
Offset Voltage (RTI)1
Over Temperature (RTI)1
Offset Drift
INPUT
Input Impedance
Differential
Common Mode
Input Voltage Range
Common-Mode Rejection (CMRR)
OUTPUT
Output Voltage Range
Output Resistance
Typ
Max
Unit
Test Conditions/Comments
+0.3
0
V/V
%
ppm/°C
TOPR
TOPR
±400
+1
µV
µV
μV/°C
25°C
TOPR
TOPR
kΩ
kΩ
V
V
mV
dB
Common mode, continuous, V+ = 5 V, TOPR
Common mode continuous, V+ = 3.3 V, TOPR
Differential2, V+ = 5 V
TOPR, f = dc to 20 kHz
20
±100
−1
240
126
−4
−4
80
+65
+35
250
90
0.02
V
Ω
RL = 25 kΩ, TOPR
2
DYNAMIC RESPONSE
Small-Signal −3 dB Bandwidth
Slew Rate
150
1
kHz
V/µs
TOPR
NOISE
0.1 Hz to 10 Hz, (RTI)1
20
µV p-p
0.6
µV/√Hz
Spectral Density, 1 kHz, (RTI)1
OFFSET ADJUSTMENT
Ratiometric Accuracy3
Accuracy (RTO)4
Output Offset Adjustment Range
VREF Input Voltage Range5
VREF Divider Resistor Values
V+ − 0.05
0.497
0.02
0.0
0.503
±3
V+ − 0.05
V+
V/V
mV/V
V
V
kΩ
Divider to supplies, TOPR
Voltage applied to VREF1 and VREF2 in parallel, TOPR
TOPR
5.5
4.5
2.5
V
V
mA
dB
RANGE (Pin 4) connected to GND6
RANGE (Pin 4) connected to V+7
VO = 0.1 V dc
+125
°C
100
POWER SUPPLY
Operating Range
Quiescent Current over Temperature
Power Supply Rejection Ratio (PSRR)
TEMPERATURE RANGE
For Specified Performance
4.5
3.3
80
−40
1
RTI = 入力換算。
入力電圧範囲 = ±125 mV (ハーフスケール・オフセット)。入力差動範囲も、電源電圧に依存します。最大入力差動範囲は、V+/20 で計算することができます。
3
VREF1 と VREF2 を電源間での分圧器として使う場合、オフ調整は電源電圧に比例します。
4
RTO = 出力換算。
5
AD8207 の規定精度を維持するためには、リファレンス・ピンを低インピーダンス電圧源で駆動する必要があります。
6
4.5 V～5.5 V の電源では、RANGE ピンをロー・レベルに接続する必要があります。このモードでは、AD8207 の同相モード範囲は−4 V～+65 V になります。
7
3.3 V～4.5 V の電源では、RANGE ピンを V+に接続する必要があります。このモードでは、AD8207 の同相モード範囲は−4 V～+35 V になります。4.5 V 電源を使う場
合は、アプリケーションで必要とされる同相モード範囲に応じて、RANGE ピンをローまたはハイに接続することができます。
2
Rev. 0
－ 3/16 －
AD8207
絶対最大定格
表 2.
Parameter
Rating
Supply Voltage
12.5 V
Continuous Input Voltage
−25 V to +75 V
Input Transient Survival
−30 V to +80 V
Differential Input Voltage
−25 V to +75 V
Reverse Supply Voltage
0.3 V
Operating Temperature Range
Storage Temperature Range
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
Output Short-Circuit Duration
Indefinite
Rev. 0
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒久
的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の規
定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクションに
記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ
ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバイスの信頼
性に影響を与えます。
ESDの注意
ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスで
す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知
されないまま放電することがあります。本製品は
当社独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵
してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電
放電を被った場合、損傷を生じる可能性がありま
す。したがって、性能劣化や機能低下を防止する
ため、ESD に対する適切な予防措置を講じるこ
とをお勧めします。
－ 4/16 －
AD8207
–IN 1
GND 2
VREF 2 3
RANGE 4
AD8207
8
+IN
7
VREF 1
6 V+
TOP VIEW
(Not to Scale) 5 OUT
09160-002
ピン配置およびピン機能説明
図 2.ピン配置
表 3.ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
−IN
負入力。
2
GND
グラウンド・ピン。
3
VREF2
リファレンス入力。
4
RANGE
RANGE ピン。このピンで電源動作を 4.5 V～5.5 V または 3.3 V～4.5 V に切り替えます。
5
OUT
出力。
6
V+
電源ピン。
7
VREF1
リファレンス入力。
8
+IN
正入力。
Rev. 0
－ 5/16 －
AD8207
40
–12
30
–14
20
–16
10
–18
0
–20
–22
–10
–20
–24
–30
–26
–40
–28
–50
–30
–40
–20
0
20
40
60
80
100
120
140
TEMPERATURE (°C)
–60
1k
図 3.オフセット・ドリフト(Typ)の温度特性
TOTAL OUTPUT ERROR (%)
110
100
90
80
13
10
7
4
09160-121
1
70
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
09160-004
–2
60
100
0
5
400
500
300
200
100
0
–100
–200
–300
–400
40
60
80
100
TEMPERATURE (°C)
120
140
25
30
35
40
45
50
400
300
200
3.3V
100
5V
0
–100
–200
–5
09160-005
20
20
09160-116
BIAS CURRENT PER INPUT PIN (µA)
600
0
15
図 7.差動入力電圧対総合出力誤差
500
–20
10
DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (mV)
図 4.CMRR(Typ)の周波数特性
GAIN ERROR (ppm)
10M
16
120
0
5
10
15
20
25 30 35
VCM (V)
40
45
50
55
図 8.同相モード電圧対入力バイアス電流
図 5.ゲイン誤差(Typ)の温度特性
Rev. 0
1M
19
130
–500
–40
100k
FREQUENCY (Hz)
図 6.小信号帯域幅(VOUT = 200 mV p-p)
140
CMRR (dB)
10k
09160-006
GAIN (dB)
–10
09160-003
VOSI (µV)
代表的な性能特性
－ 6/16 －
60
65
AD8207
2.0
100mV/DIV
SUPPLY CURRENT (mA)
1.8
INPUT
1
1.6
5V
1.4
3.3V
1.0V/DIV
OUTPUT
V+ = 3.3V
1.2
–5
5
15
25
35
45
55
09160-009
09160-115
1.0
2
65
TIME (1µs/DIV)
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
図 12.立下がり時間(V+ = 3.3 V)
図 9.入力同相モード電圧対電源電流
100mV/DIV
INPUT
INPUT
100mV/DIV
1
1
OUTPUT
2.0V/DIV
OUTPUT
V+ = 5V
V+ = 3.3V
09160-007
2
2
09160-110
1.0V/DIV
TIME (1µs/DIV)
TIME (1µs/DIV)
図 13.立下がり時間(V+ = 5 V)
図 10.立上がり時間(V+ = 3.3 V)
INPUT
INPUT
200mV/DIV
1
100mV/DIV
1
OUTPUT
OUTPUT
09160-111
2
09160-008
2
V+ = 3.3V
2.0V/DIV
V+ = 5V
2.0V/DIV
TIME (10µs/DIV)
TIME (1µs/DIV)
図 14.差動過負荷回復、立上がり(V+ = 3.3 V)
図 11.立上がり時間(V+ = 5 V)
Rev. 0
－ 7/16 －
AD8207
INPUT
200mV/DIV
INPUT COMMON MODE
1
50V/DIV
OUTPUT
OUTPUT
2.0V/DIV
50mV/DIV
09160-112
09160-122
V+ = 5V
2
TIME (2µs/DIV)
TIME (10µs/DIV)
図 18.入力同相モード・ステップ応答(V+ = 5 V、入力短絡)
図 15.差動過負荷回復、立上がり(V+ = 5 V)
200mV/DIV
INPUT
1
OUTPUT
2.0V/DIV
V+ = 3.3V
09160-113
2
6.5
6.0
5.5
5.0
3.3V
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
–40
TIME (10µs/DIV)
5V
4.5
09160-117
MAXIMUM OUTPUT SINK CURRENT (mA)
7.0
–20
0
20
40
60
80
100
120
140
TEMPERATURE (°C)
図 16.差動過負荷回復、立下がり(V+ = 3.3 V)
図 19.最大出力シンク電流の温度特性
200mV/DIV
INPUT
1
OUTPUT
2.0V/DIV
V+ = 5V
09160-114
2
TIME (10µs/DIV)
9
8
6
3.3V
5
4
3
2
1
–40
図 17.差動過負荷回復、立下がり(V+ = 5 V)
5V
7
09160-118
MAXIMUM OUTPUT SOURCE CURRENT (mA)
10
–20
0
20
40
60
80
TEMPERATURE (°C)
100
120
図 20.最大出力ソース電流の温度特性
Rev. 0
－ 8/16 －
140
600
–100
500
–200
400
–300
300
–400
200
–500
100
–600
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0
–400
5.0
–40°C
+25°C
+125°C
09160-023
COUNT
0
09160-120
VOLTAGE FROM POSITIVE RAIL (mV)
AD8207
–300
–200
200
300
400
800
800
600
600
400
400
200
200
0
1
2
3
4
5
6
OUTPUT SINK CURRENT (mA)
7
0
–14
8
09160-024
COUNT
1000
09160-119
OUTPUT VOLTAGE FROM GROUND (mV)
1000
–12
–10
–8
–6
–4
GAIN DRIFT (ppm/°C)
図 24.ゲイン・ドリフトの分布
図 22.出力シンク電流対 GND 基準の出力電圧範囲
Rev. 0
100
0
図 23.入力オフセットの分布
図 21.出力ソース電流対出力電圧範囲
0
–100
OFFSET (µV)
OUTPUT SOURCE CURRENT (mA)
－ 9/16 －
–2
0
AD8207
動作原理
AD8207 は、高速に変化する同相モード電圧が存在する中で小さい
差動電流シャント電圧を正確に増幅する独自のアーキテクチャを
採用した単電源ゼロ・ドリフトのディファレンス・アンプです。
一般的なアプリケーションでは、AD8207 は入力に接続されたシ
ャント抵抗の両端の電圧を増幅することにより、電流の測定に使
用されます。
AD8207 は、ゼロ・ドリフト・アンプ、高精度抵抗回路、同相モ
ード制御アンプ、高精度リファレンス電圧を内蔵しています(図
25 参照)。
高精度で調整された抵抗のセットを使って、アンプの電源範囲内
に入るように入力同相モード電圧を減衰させる回路が構成されて
います(この場合は 20/1 の比)。この減衰により、入力ピンが−4 V
と+65 V の同相モード限界の外側になった場合でも、メイン・ア
ンプ入力での実際の電圧は電源範囲内に留まることが保証されま
す。
リファレンス入力 VREF1 と VREF2 は、各々100 kΩ の抵抗を経由し
てメイン・アンプの正入力に接続されているため、出力オフセッ
トを出力動作範囲内の任意の電圧に調整することができます。両
リファレンス・ピンを並列に使用した場合、リファレンス・ピン
から出力までのゲインは 1 V/V になります。両ピンを使って電源
を分圧すると、ゲインは 0.5 V/V になります。
AD8207 は、一般的なソレノイドまたはモーターのコントロール
で必要とされる強固なアプリケーション・ニーズを犠牲にするこ
となく、ブレークスルー性能を提供します。このデバイスは
PWM 入力同相モード電圧を除去すると同時に、ゼロ・ドリフ
ト・アーキテクチャにより、市販品として最小のオフセットとオ
フセット・ドリフト性能を提供します。
SHUNT
+IN
–IN
120kΩ
また、この入力抵抗回路は通常(差動)モード電圧も減衰させます。
このため、AD8207 の合計内部ゲインは 400 V/V に設定されて、
総合システム・ゲインは 20 V/V になります。
ZERO-DRIFT
AMPLIFIER
120kΩ
100kΩ
60kΩ
60kΩ
6kΩ
6kΩ
OUT
9kΩ
100kΩ
総合ゲイン(V/V) = 1/20 (V/V) × 400 (V/V) = 20 V/V
AD8207 は、非常に高速なレート(例えば 1 V/ns)で変化できる
PWM 同相モード入力の場合でも、優れた同相モード除去比を提
供するようにデザインされています。内蔵の同相モード制御アン
プを使って、メイン・アンプの入力同相モードを 3.5 V (5 V 電源
の場合)に維持しているため、このように高速に変化する外部同相
モードの変動による悪影響を解消しています。
100kΩ
COMMON-MODE
CONTROL AMPLIFIER
3.5V/2.2V
REF
100kΩ
－ 10/16 －
VREF 2
AD8207
GND
図 25.簡略化した回路図
Rev. 0
VREF 1
09160-025
AD8207 の入力オフセット・ドリフトは 500 nV/°C 以下です。この
性能は、定格 150 kHz (typ)の帯域幅を犠牲にしない新しいゼロ・
ドリフト・アーキテクチャの採用により実現されています。
100kΩ
50kΩ
AD8207
電源電圧の調整
3.3 V～4.5 V電源動作
4.5 V～5.5 V電源動作
AD8207 は、3.3 V～4.5 Vの単電源電圧で動作することができます。
この動作モードは、RANGEピン(ピン 4)を電源に接続することに
より実現されています(図 26 参照)。外付け抵抗をRANGEピンから
電源へ直列に接続することが推奨されます。この抵抗は 5 kΩ 1%
抵抗とすることができます。
大部分のアプリケーションでは、AD8207 は 5 V単電源で動作しま
す。このモードでは、AD8207 の動作入力同相モード範囲は−4 V
～+65 Vになります。このデバイスを 5 V電源(4.5 V～5.5 Vを含む)
で動作させるときは、RANGEピン(ピン 4)をロジック・ローまた
はGNDに接続してください(図 27 参照)。
2
3.3V
3
4
AD8207
8
7
6
TOP VIEW
(Not to Scale) 5
1
3.3V
OUT
2
3
09160-010
1
SHUNT
4
図 26. 3.3 V 電源動作
8
5V
7
6
TOP VIEW
(Not to Scale) 5
OUT
図 27. 5 V 電源双方向動作
この動作モードでは、AD8207 の同相モード範囲が−4 V～+35 V に
制限されることに注意してください。出力範囲とリファレンス入
力範囲はデバイスの電源までに制限されます。4.5 V 電源を使用し、
RANGE ピンを 3.3 V～4.5 V に接続することができます。あるい
は、RANGE ピンを 4.5 V まで高くして、3.3 V～4.5 V の電源を使
用することもできます。
Rev. 0
AD8207
09160-011
SHUNT
出力範囲とリファレンス入力範囲は、使用する電源電圧までに制
限されます。4.5 V～5.5 V の電源電圧では、RANGE ピン(ピン 4)を
GND に接続して、−4 V～+65 V の最大入力同相モード範囲仕様を
実現します。
－ 11/16 －
AD8207
出力オフセットの調整
AD8207 の出力は、単方向または双方向動作用に調整することが
できます。
5V
V+
単方向動作
+IN
単方向動作では、AD8207 を使って抵抗シャントを一方向に流れ
る電流を測定することができます。単方向動作の基本的なモード
は、グラウンド基準出力モードと V+基準出力モードです。
グラウンド基準出力モード
AD8207 をグラウンド基準出力モードで使うときは、両リファレン
ス入力をグラウンドに接続します。これにより、入力が差動 0Vの
とき、出力が負電源レールに設定されます(図 28 参照)。
5V
V+
+IN
ZERO
DRIFT
–IN
OUT
REF
VREF 2
09160-012
GND
RANGE
表 4.グラウンド基準出力
GND
図 29.V+基準出力モード、V+ = 5 V
表 5.V+基準出力
VIN (Referred to −IN)
V+ = 5 V
0V
−250 mV
V+ = 3.3 V
0V
−165 mV
VO
4.95 V
0.02 V
3.25 V
0.02 V
表 6.VO = (V+/2)、VIN = 0 V
VIN (Referred to −IN)
VO
0.02 V
4.95 V
VO
4.5 V
0.5 V
3V
0.3 V
出力の調整は、リファレンス入力に電圧を加えることにより行わ
れます。VREF1 と VREF2 は、内部オフセット・ノードに接続されて
いる各内部抵抗に接続されます。両ピン間には動作上の違いはあ
りません。
0.02 V
3.25 V
V+基準出力モード
両リファレンス・ピンが正電源に接続されると、V+基準出力モー
ドが設定されます。このモードは、診断方式で、負荷に電源を加
える前にアンプの検出と配線が必要とされる場合に使用されます(
図 29 参照)。
Rev. 0
REF
VREF 2
V+ = 5 V
+100 mV
−100 mV
V+ = 3.3 V
+67.5 mV
−67.5 mV
図 28.グラウンド基準出力モード、V+ = 5 V
V+ = 5 V
0V
250 mV
V+ = 3.3 V
0V
165 mV
VREF 1
双方向動作では、AD8207 を使って抵抗シャントを両方向に流れ
る電流を測定することができます。この場合、出力は出力範囲内
の任意の電圧に設定されます。一般に、両方向に等しい範囲とな
るようにハーフスケールに設定されます。場合によっては、双方
向電流が非対称のときハーフスケール以外の電圧に設定されるこ
ともあります。
VREF 1
VIN (Referred to −IN)
AD8207
双方向動作
AD8207
RANGE
OUT
09160-013
単方向動作の場合、出力は負電源レール(グラウンド付近)に、ま
たは差動入力が 0 V のときは正電源レール(V+付近)に、それぞれ
設定することができます。正しい極性の差動入力電圧が加えられ
ると、出力は反対側電源レールへ向かって移動します。この場合、
フルスケールは 5 V 電源で約 250 mV に、3.3 V 電源で 165 mV に、
それぞれなります。差動入力の必要とされる極性は、出力電圧設
定に依存します。出力が正電源レールに設定される場合、入力極
性は負で、出力は下に向かう必要があります。出力がグラウンド
に設定される場合、極性は正で、出力は上に向かう必要がありま
す。
ZERO
DRIFT
–IN
－ 12/16 －
AD8207
5V
外部基準出力
V+
両リファレンス・ピンを外部リファレンスに接続すると、差動入
力がない場合、リファレンス電圧に等しい出力が発生します (図
30 参照)。入力が−INピンに対して負側の場合は、出力はリファレ
ンス電圧から下に向かい、−INピンに対して入力が正側の場合は
上に向かいます。リファレンス・ピンは、高精度調整された 100
kΩの抵抗を介してメイン・アンプの正入力へ接続されます。この
ため、常に低インピーダンス電圧を使ってリファレンス電圧を設
定することが推奨されます。外付け抵抗を直接VREF1 ピンとVREF2
ピンに接続する場合は、調整された内部抵抗との不一致があるた
め、オフセット・ゲイン精度の低下が発生します。
+IN
ZERO
DRIFT
–IN
OUT
AD8207
VREF 1
RANGE
REF
VREF 2
5V
09160-015
GND
V+
+IN
ZERO
DRIFT
–IN
OUT
図 31.電源電圧の分割、V+ = 5 V
AD8207
外付けリファレンス電圧の分割
図 32 では、一方のVREFピンをグラウンドに、他方のVREFピンをリ
ファレンスに、それぞれ接続することにより、外付けリファレン
ス電圧が精度約 0.5%で 2 分割されています (図 32 参照)。
VREF 1
RANGE
2.5V
REF
VOLTAGE
REFERENCE
5V
VREF 2
V+
09160-014
+IN
OUT
AD8207
電源電圧の分割
1 本のリファレンス・ピンをV+に、他のリファレンス・ピンをグ
ラウンド・ピンにそれぞれ接続することにより、差動入力が 0 の
とき、出力を電源電圧の 1/2 に設定します (図 31 参照)。この利点
は、双方向電流計測のとき、出力をオフセットするための外付け
リファレンスが不要なことです。これにより、電源電圧に比例す
るミッドスケール・オフセットが発生されます。これは、電源電
圧が上昇または下降しても、出力は電源電圧の 1/2 に留まることを
意味します。例えば、電源電圧= 5.0 Vの場合、出力はハーフスケ
ールすなわち 2.5 Vになります。電源電圧が 10%上昇すると(5.5 V)、
出力は 2.75 Vになります。
Rev. 0
ZERO
DRIFT
–IN
図 30.外部基準の出力、V+ = 5 V
VREF 1
RANGE
－ 13/16 －
5V
VOLTAGE
REFERENCE
REF
VREF 2
GND
図 32.外付けリファレンス電圧の分割、V+ = 5 V
09160-016
GND
AD8207
アプリケーション情報
モーター・コントロール
三相モーター・コントロール
AD8207 は、三相モーター・アプリケーションでの電流モニタに
最適です。
AD8207 は 150 kHz (typ)の帯域幅を持っているため、瞬時電流モ
ニタを行うことができます。さらに、500 nV/°C(typ)の低オフセッ
ト・ドリフトを持っているため、2 つのモーター位相間の計測誤
差が温度に対して小さくなります。AD8207 は、−4 V～+65 V (5 V
電源)の範囲のPWM入力同相モード電圧を除去します。モーター
位相の電流をモニタすると、任意のポイントで電流をサンプリン
グすることができ、さらにGNDやバッテリへの短絡などの診断情
報を取得することができます。AD8207 を使用した代表的な位相
電流計測のセットアップについては、図 34 を参照してください。
33 参照)。このタイプのアプリケーションでは、グラウンドは一
般に安定したリファレンス電圧でないため、この方がグラウンド
基準のオペアンプより優れたソリューションになります。グラウ
ンド・リファレンスの不安定性により、シンプルなグラウンド基
準のオペアンプを使って行われる計測が不正確になります。Hブ
リッジによる切り替えでモーターの回転方向が変わるためAD8207
は両方向の電流を計測します。AD8207 出力は外部基準の双方向
モードに設定されます(双方向動作のセクション参照)。
CONTROLLER
5V
MOTOR
+IN
VREF 1
OUT
–IN
GND VREF 2 RANGE
+VS
AD8207
SHUNT
Hブリッジ・モーター・コントロール
09160-020
2.5V
AD8207 のもう１つの代表的なアプリケーションは、Hブリッジ・
モーター・コントロールでの制御ループ部分です。この場合、モ
ーターで使用可能なシャントを使って正確に両方向の電流を計測
できるように、シャント抵抗をHブリッジの中央に接続します(図
図 33.H ブリッジ・モーター・コントロール・アプリケーション
V+
IU
IV
IW
M
5V
5V
V–
OPTIONAL
PART FOR
OVERCURRENT
PROTECTION AND
FAST (DIRECT)
SHUTDOWN OF
POWER STAGE
INTERFACE
CIRCUIT
AD8207
AD8207
CONTROLLER
BIDIRECTIONAL CURRENT MEASUREMENT
REJECTION OF HIGH PWM COMMON-MODE VOLTAGE (–4V TO +65V)
AMPLIFICATION
HIGH OUTPUT DRIVE
図 34.三相モーター・コントロール
Rev. 0
－ 14/16 －
09160-017
AD8214
5V
AD8207
ハイサイド・スイッチを使ったハイサイド電流検出
ソレノイド・コントロール
ローサイド・スイッチを使ったハイサイド電流検出
AD8207 のその他の代表的なアプリケーションとしては、ソレノ
イド開口の PWM 制御に対する電流モニタなどがあります。代表
的なアプリケーションとしては、油圧バルブ制御、ディーゼル噴
射制御、アクチュエータ制御などがあります。
図 35 のPWM制御スイッチはグラウンド基準です。誘導性負荷(ソ
レノイド)が電源に接続されます。抵抗シャントはスイッチと負荷
の間に接続されます(図 35 参照)。ハイサイド側にシャントを接続
する利点は、循環電流を含む全電流が計測できることです。これ
は、スイッチがオフのときにもシャントがループ内にあるために
可能になっています。さらに、ハイサイド側のシャントを使って
グラウンドへの短絡を検出することができるため診断機能を強化
することもできます。この回路構成では、スイッチが閉じると、
同相モード電圧が負電源レール近くに移動します。スイッチが開
くと、誘導性負荷両端に逆電圧が発生して、クランプ・ダイオー
ドにより同相モード電圧がバッテリ電圧よりダイオード 1 個分だ
け高い電圧に維持されます。
この構成では、予想しないソレノイドの起動と必要以上の腐食の
可能性を小さくすることができます(図 36 参照)。図 36 では、両
スイッチとシャントがハイサイドになります。スイッチがオフに
なると、バッテリが負荷から切り離されるため、グラウンドへの
短絡により損傷を受けることが防止されると同時に、循環電流の
計測が可能であるため診断を行うことができます。大部分の時間
負荷から電源が切り離されているため、負荷とグラウンドとの間
の電位差で発生する腐食の影響が小さくなります。ハイサイド・
スイッチを使うとき、スイッチが閉じると、バッテリ電圧が負荷
に接続されるため、同相モード電圧がバッテリ電圧まで上昇しま
す。スイッチが開くと、誘導性負荷両端に逆電圧が発生して、ク
ランプ・ダイオードにより同相モード電圧がグラウンドよりダイ
オード 1 個分だけ低い電圧に維持されます。
5V
+IN
VREF 1
+VS
–IN
OUT
GND VREF 2 RANGE
INDUCTIVE
LOAD
OUT
AD8207
SHUNT
GND VREF 2 RANGE
図 36.ハイサイド・スイッチ
09160-018
SWITCH
図 35.ローサイド・スイッチ
Rev. 0
+VS
AD8207
–IN
CLAMP
DIODE
VREF 1
09160-019
42V
BATTERY
+IN
SHUNT
42V
BATTERY
INDUCTIVE
LOAD
CLAMP
DIODE
5V
SWITCH
－ 15/16 －
AD8207
外形寸法
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
8
1
5
4
1.27 (0.0500)
BSC
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
COPLANARITY
0.10
SEATING
PLANE
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)
45°
8°
0°
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
012407-A
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
図 37.8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ
(R-8)
寸法: mm (インチ)
オーダー・ガイド
Model1, 2
Temperature Range
Package Description
Package Option
AD8207WBRZ
AD8207WBRZ-R7
AD8207WBRZ-RL
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
8-Lead SOIC_N
8-Lead SOIC_N, 7” Tape and Reel
8-Lead SOIC_N, 13” Tape and Reel
R-8
R-8
R-8
1
2
Z = RoHS 準拠製品。
W = 車載アプリケーション用に認定済み。
車載製品
AD8207 モデルは、車載アプリケーションの品質条件と信頼性条件をサポートするため管理された製造により供給しています。これらの
車載モデルの仕様は商用モデルと異なる場合があるため、設計者はこのデータシートの 仕様のセクションを慎重にレビューしてください。
表示した車載グレード製品のみを、車載アプリケーション用として提供しています。特定製品のオーダー情報とこれらのモデルの特定の
車載信頼性レポートについては最寄りのアナログ・デバイセズにお尋ねください。
Rev. 0
－ 16/16 －