零漂移单向分流 监控器 AD8219 高共模电压范围 工作范围：4 V至80 V 耐压范围：-0.3 V至+85 V 缓冲输出电压 增益 = 60 V/V 宽工作温度范围：−40°C至+125°C 出色的交流和直流性能 失调漂移：±100 nV/°C（典型值） 失调：±50 μV（典型值） 增益漂移：±5 ppm/°C（典型值） 直流共模抑制比(CMRR)：110 dB（典型值） FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM VS R4 LDO –IN R1 OUT +IN R2 R3 AD8219 GND 09415-001 特性 Figure 1. 应用 高端电流检测 48 V电信设备 电源管理 基站 单向电机控制 精密高压电流源 概述 AD8219是一款高压、高分辨率分流放大器。设定增益为 60 V/V，在整个温度范围内的最大增益误差为±0.3%。缓 冲输出电压可以直接与任何典型转换器连接。AD8219在输 入共模电压处于4V至80V范围时，具有出色的输入共模抑 制性能；它能够在分流电阻上进行单向电流的测量，适合 各种工业和电信应用，包括电机控制、电源管理和基站功 率放大器偏置控制等。 在−40°C至+125°C的整个温度范围内，AD8219都能提供极 佳的性能。它采用零漂移内核，在整个工作温度范围和共 模电压范围内，失调漂移典型值为±100 nV/°C。器件无论 是否存在共模电压，在整个输入差分电压范围内保持线性 输出，而输入失调电压典型值为±50 μV。 AD8219采用8引脚MSOP封装。 Rev. A Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 AD8219 目录 特性....................................................................................................1 放大器内核 ................................................................................10 应用....................................................................................................1 电源连接.....................................................................................10 概述....................................................................................................1 输出箝位.....................................................................................10 修订历史 ...........................................................................................2 输出线性度 ................................................................................10 技术规格 ...........................................................................................3 应用信息 .........................................................................................11 绝对最大额定值..............................................................................4 高端电流检测............................................................................11 ESD警告........................................................................................4 电机控制电流检测 ...................................................................11 引脚配置和功能描述 .....................................................................5 外形尺寸 .........................................................................................12 典型工作特性 ..................................................................................6 订购指南.....................................................................................12 工作原理 .........................................................................................10 修订历史 2011年2月—修订版0至修订版A 更改“特性”部分...............................................................................1 更改“放大器内核”部分................................................................10 “输出线性度”部分移至“工作原理”部分..................................10 2011年1月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 12 AD8219 技术规格 除非另有说明，TOPR = −40°C至+125°C、TA = 25°C、RL = 25 kΩ、输入共模电压(VCM) = 4 V(RL是输出负载电阻)。 表1 参数 增益 初始 精度 整个温度范围内的精度 增益与温度的关系 失调电压 失调电压（RTI1） 整个温度范围内的失调电压（RTI1） 失调漂移 输入 偏置电流2 共模输入电压范围 差分输入电压范围3 共模抑制比(CMRR) 最小值 典型值 1 2 3 4 5 单位 测试条件/注释 V/V % % ppm/°C VO ≥ 0.1 V dc, TA TOPR TOPR µV µV nV/°C 25°C TOPR TOPR 220 80 83 µA µA V mV dB TA, 输入共模电压为 = 4 V, V S = 4 V TOPR 共模连续 差分输入电压 TOPR VS − 0.1 TA TA 2 V V Ω 500 1 kHz V/µs 2.3 110 µV p-p nV/√Hz 60 ±0.1 ±0.3 ±5 ±200 ±300 ±100 130 4 0 94 输出 输出电压范围下限4 输出电压范围上限4 输出阻抗 动态响应 小信号-3 dB带宽 压摆率 噪声 0.1 Hz至10 Hz，(RTI1) 频谱密度，1 kHz (RTI1) 电源 工作范围 整个温度范围内的静态电流5 电源抑制比(PSRR) 温度范围 额定性能 最大值 110 4 100 −40 80 800 110 +125 V µA dB VS 输入范围 TOPR °C RTI = 折合到输入端。 有关输入偏置电流的更多信息，请参考图8。此电流取决于输入共模电压。此外，流入+IN引脚的输入偏置电流也是内部LDO的电源电流。 由于输出电压在内部被箝位至5.6 V，因此，差分输入电压被指定为83 mV（最大值），请参看“输出箝位”部分。 有关不同负载下AD8219输出范围的更多信息，请参考图19和图20。当+IN引脚的电压大于5.6 V时，AD8219输出电压箝位在最大值5.6 V。 当+IN电压小于5.6 V时，输出达到最大值(VS − 100 mV)。 VS(引脚2)可以连接至一个电压范围为4 V至80 V的独立电源，也可以连接至AD8219的正输入引脚(+IN)。在该模式下，吸电流随着电压的增加而变化。 参见图9。 Rev. A | Page 3 of 12 AD8219 绝对最大额定值 表2. 参数 最大输入电压(+IN、−IN至GND) 差分输入电压(+IN至−IN) 人体模型(HBM)ESD额定值 工作温度范围(TOPR) 存储温度范围 输出短路持续时间 额定值 −0.3 V 至 +85 V ±5 V ±1000 V −40°C 至 +125°C −65°C 至 +150°C 未定 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放 电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇 到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采 取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功 能丧失。 Rev. A | Page 4 of 12 AD8219 +IN 1 VS 2 NC 3 GND 4 AD8219 TOP VIEW (Not to Scale) 8 –IN 7 NC 6 NC 5 OUT NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 09415-002 绝对最大额定值 图2. 引脚配置 表3. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 +IN VS NC GND OUT NC NC −IN 描述 同相输入。 电源引脚。通过0.1 μF标准电容旁路。 请勿连接该引脚。 地。 输出。 请勿连接该引脚。 请勿连接该引脚。 反相输入。 Rev. A | Page 5 of 12 AD8219 典型工作特性 40 –19.0 –19.5 30 –20.0 20 MAGNITUDE (dB) VOS (µV) –20.5 –21.0 –21.5 –22.0 10 0 –10 –22.5 –20 –23.0 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) –40 1k 09415-121 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 图6. 典型小信号带宽（VOUT = 200 mV p-p） 图3. 典型输入失调与温度的关系 120 7 6 TYPICAL OUTPUT ERROR (%) 110 100 CMRR (dB) 10k 90 80 70 60 5 4 3 2 1 0 –1 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) –2 09415-104 50 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (mV) 图4. 典型CMRR与频率的关系 09415-128 –24.0 –40 09415-105 –30 –23.5 图7. 典型输出误差与差分输入电压的关系 300 0 –50 250 INPUT BIAS CURRENT (µA) –150 –200 –250 –300 –350 –400 +IN 200 150 100 50 –450 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 120 140 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图4. 典型CMRR与频率的关系 图8. 输入偏置电流与输入共模电压的关系 （差分输入电压 = 5 mV）(VS = 5 V) Rev. A | Page 6 of 12 09415-101 –500 –40 –IN 09415-120 GAIN ERROR (ppm) –100 AD8219 550 SUPPLY CURRENT (µA) 500 VCM = 5V 450 INPUT 50mV/DIV VCM = 80V 400 350 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 SUPPLY VOLTAGE (V) 5µs/DIV 09415-110 0 09415-102 OUTPUT 2V/DIV 300 图12. 上升时间(差分输入 = 50 mV) 图9. 典型电源电流与电源电压的关系(VS 连接至+IN) 550 INPUT 5mV/DIV 450 400 350 OUTPUT 200mV/DIV 300 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 1µs/DIV 09415-111 –20 图13. 下降时间(差分输入 = 5 mV) 图10. 典型电源电流在温度范围内的变化(VS = 5 V) INPUT 50mV/DIV INPUT 5mV/DIV OUTPUT 2V/DIV OUTPUT 200mV/DIV 1µs/DIV 5µs/DIV 图14. 下降时间(差分输入 = 50 mV) 图11. 上升时间(差分输入 = 5 mV) Rev. A | Page 7 of 12 09415-112 200 –40 09415-103 250 09415-109 SUPPLY CURRENT (µA) 500 AD8219 INPUT 100mV/DIV OUTPUT 2V/DIV 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 –40 09415-113 5µs/DIV 6.5 –20 0 20 40 60 80 100 09415-108 MAXIMUM OUTPUT SOURCE CURRENT (mA) 7.0 120 TEMPERATURE (°C) 图15. 差分过载恢复时间(下降) 图18. 最大输出源电流与温度的关系 OUTPUT VOLTAGE FROM RAIL (V) 5.0 INPUT 100mV/DIV OUTPUT 2V/DIV +125°C +25°C –40°C 4.8 4.5 4.3 4.0 3.8 3.5 09415-114 3.0 5µs/DIV 10 9 8 7 6 20 40 60 80 1.5 2.0 2.5 3.0 100 TEMPERATURE (°C) 120 +125°C +25°C –40°C 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 SINK CURRENT (mA) 图20. 地输出电压范围与输出吸电流的关系(VS = 5 V) 图17. 最大输出吸电流与温度的关系 Rev. A | Page 8 of 12 4.0 09415-129 OUTPUT VOLTAGE FROM GROUND (V) 11 0.35 09415-107 MAXIMUM OUTPUT SINK CURRENT (mA) 0.40 0 1.0 图19. 输出电压范围与输出源电流的关系(VS = 5 V) 12 –20 0.5 SOURCE CURRENT (mA) 图16. 差分过载恢复时间(上升) 5 –40 0 09415-106 3.3 AD8219 70 60 INPUT COMMON MODE 50V/DIV COUNT 50 40 30 OUTPUT 200mV/DIV 20 09415-115 0 –6 2µs/DIV –4 –2 0 2 4 6 0.4 0.6 GAIN DRIFT (ppm/°C) 09415-119 10 图24. 增益漂移分布图 图21. 共模阶跃响应(下降) 35 30 25 COUNT INPUT COMMON MODE 50V/DIV 20 15 10 OUTPUT 200mV/DIV 09415-116 0 –0.6 1µs/DIV 30 20 10 0 50 VOSI (µV) 100 150 09415-118 COUNT 40 –50 0 0.2 图25. 输入失调漂移分布图 50 –100 –0.2 OFFSET DRIFT (µV/°C) 图22. 共模阶跃响应(上升) 0 –150 –0.4 图23. 输入失调电压分布图 Rev. A | Page 9 of 12 09415-117 5 AD8219 工作原理 放大器内核 电源连接 在典型应用中，AD8219放大由分流电阻中流过的负载电流 产生的小差分输入电压。AD8219能够抑制高共模电压(最 高80 V)，并提供以地为参考的缓冲输出，以便与模数转换 器(ADC)连接。图26显示了AD8219简化的电气原理图。 AD8219包含一个内部LDO，使用户可以将VS引脚连接至 输入端，或者在引脚2 (VS)处利用独立的电源来驱动器件。 电源引脚的输入范围等于输入共模范围，即4 V至80 V。用 户必须确保V S 始终连接至引脚+IN或者独立的低阻抗电 源，后者的电压范围为4 V至80 V，VS引脚不能悬空。 4V TO 80V 输出箝位 GND 当应用中的输入共模电压高于5.6 V时，AD8219的内部LDO 输出也将达到最大值(5.6 V)，这是AD8219的最大输出电 压。在典型应用中，AD8219的输出端与转换器接口，可将 器件的输出电压箝位至5.6 V，确保ADC输入端不会因为过 压太大而受损。 ILOAD V1 –IN SHUNT R1 LDO OUT +IN R2 4V TO 80V R3 AD8219 GND 09415-024 LOAD V2 图26. 简化原理图 AD8219配置为差动放大器。传递函数为： OUT = (R4/R1) × (V1 − V2) 电阻R4和R1的匹配精度为0.01%，阻值分别为1.5 MΩ和 25 kΩ；这意味着AD8219的输入到输出总增益为60 V/V， V1与V2之间的压差为分流电阻两端的压差，即VIN。因此， AD8219的输入至输出传递函数为： OUT = (60) × (VIN) AD8219能够精确放大输入差分信号，抑制高共模电压(4 V 至80 V)。 输出线性度 在共模电压可能会大幅变化的所有电流检测应用中，无论 输入差分或共模电压为何值，电流传感器都必须保持额定 输出线性度。即使差分输入电压非常小，AD8219也能保持 非常高的输入到输出线性度。 0.7 0.6 主放大器采用新颖的零漂移架构，器件具有出色的温度稳 定性。失调漂移典型值小于±100 nV/°C，因此其精度和动 态范围极佳。 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (mV) 9 10 09415-127 R4 OUTPUT VOLTAGE (V) VS 图25. 输入失调漂移分布图 无论共模大小，只要输入差分至少为1 mV，AD8219就能提 供正确的输出电压。这种能力使得AD8219能在任何电流检 测应用中实现最佳的动态范围、精度和灵活性。 Rev. A | Page 10 of 12 AD8219 应用信息 高端电流检测 电机控制电流检测 在该配置中，分流电阻以电池为参考(见图28)。电流检测 放大器的输入端存在高压。当分流电阻以电池为参考时， AD8219产生线性地参考模拟输出。 对于电机控制应用，AD8219是一款实用、精确的高端电流 检测解决方案。在分流电阻以电池为参考并且电流单向流 动时(如图30所示)，只要以下电路中的电池电压处于4 V至 80 V范围内，AD8219无需其他电源引脚就能监控电流。 ILOAD BATTERY SHUNT LOAD IMOTOR –IN +IN AD8219 VS –IN +IN OUT AD8219 09415-026 GND MOTOR VS OUT GND 图28. 电池参考分流电阻 图28所示为电源引脚VS，直接连至正输入引脚(+IN)。在这 种模式下，只要输入引脚处的共模电压处于4 V至80 V范围 内，内部LDO就会驱动AD8219。另外，VS也可连接至独立 电源，其电压范围为4 V至80 V，如图29所示。 ILOAD 4V TO 80V SHUNT LOAD –IN +IN AD8219 VS OUT GND 09415-029 4V TO 80V 图29. 独立电源工作 Rev. A | Page 11 of 12 图30. 电机控制中的高端电流检测 09415-027 4V TO 80V AD8219 外形尺寸 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 1 5.15 4.90 4.65 5 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.40 0.25 6° 0° 0.23 0.09 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 0.80 0.55 0.40 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 图31. 8引脚超小型封装[MSOP] (RM-8) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号 1 AD8219BRMZ AD8219BRMZ-RL 1 温度范围 −40°C 至 +125°C −40°C 至 +125°C 封装描述 8引脚超小型封装[MSOP] 8引脚超小型封装[MSOP] Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D09415sc-0-6/11(A) Rev. A | Page 12 of 12 封装选项 RM-8 RM-8 标识 Y3S Y3S