PFC电流隔离采样电路的工作原理
图1 h桥pfc主电路拓扑
由于在该拓扑应用中，dsp的控制地通常和输入电流检测信号不共地，因此需要该单元电路解决电流隔离检测和小信号放大问题。
图2 amc1301dwvr运放电路
图3 dsp端口的rc滤波
电路图说明：
1. pfccurr1和agnd_n是从pfc分流器直接引出的电流检测小信号。
1. pfccurrsamp3和pfccurrsamp4是经过电流隔离检测并放大后，送入控制板的差分电流采样信号。
2. pfccurrsamp1和pfccurrsamp2是对pfccurrsamp3和pfccurrsamp4低通滤波和钳位后，送入dsp-adc的差分电流采样信号。
3. 第一级低通滤波r409和c407是对分流器采样信号进行滤波；
第二级滤波是对隔离运放的输出进行滤波，该参数的选择与电路是否用于ocp保护有关；
第三级r423/c414以及r414/c409是位于控制板上的，目的是滤除信号在传输过程中的干扰；
4.r415与r416的分压作用
如图2，在隔离运放输出上有两个分压电阻r415/r416。其主要用于兼容不同共模输出电压的隔离运放的，其主要目的是调整隔离运放到dsp-adc口的增益，用于满足adc采样口0-3.2v的采样范围。
工作原理
如图2所示，pfc电感电流在分流器上产生压降，经过差分采样检出电流小信号pfccurr1 (相对于agnd_n)。由于agnd_n与控制地agnd非等电位，电流信号pfccurr1-agnd_n通过隔离运放u402，转换为差分放大信号(pfccurrsamp3和 pfccurrsamp4)。该信号再经过低通滤波和钳位后，送入dsp –adc进行相减操作，得到放大了k倍的pfc电感电流信号。
k值由分流器阻值、隔离运放增益、后级分压倍数决定以及adc转换系数决定。一般情况下，dsp的adc电压基准为3.2v，因此采样范围0~3.2v。选择电流采样分流器时需要结合和隔离采样运放输入范围（以amc1301为例：可采样范围±302.7mv，最佳线性范围±250mv）、adc转换系数等综合考虑。
分流器选择
选择合适的pfc分流器需兼顾阻值、功耗、温漂、容差、安装方式，抗冲击能力及成本，同时还要考虑电流检测信号的走线方式，以获得尽可能高的采样精度和共模抑制能力。具体解释如下：
1、分流器阻值过大，会引入较大的功耗。另一方面，阻值选取时不能使最大采样信号超过ti-amc1301的最大允许输入范围(±302.7mv)。反过来，阻值如果太小，也会带来诸多问题，例如：
(a) 器件可选择性差，用量小成本高；
(b) 采样信号较低，没有充分利用隔离运放的有效输入范围，且信噪比太低，容易受共模噪声及输入失调电压影响。
(c) 当阻值降低到一定程度，上锡饱满度及焊接电阻对采样精度和温漂的影响逐渐显现，对焊接工艺和焊接质量、器件封装等有更高要求。
2、分流器功耗过大，对于散热条件较差的表贴膜式分流器，影响可靠性。而对于插件分流器，容易造成发热严重，阻值漂移，影响精度。
3、 为保证高精度采样，对于插件式分流器，推荐采用低温漂的锰铜材料。表贴分流器温漂系数不同厂家可能有差别，同系列材质不同也有差异，选型时需留意。另外，对高频开关电流采样，分流器还应具有低寄生电感，以降低感应电压对高频小幅值采样信号的影响。
4、分流器的初始容差可经过生产校准消除，从采样精度和成本考虑，精度一般为1%。
5、 安装方式需考虑生产效率、散热、焊接方式及占板面积。
6、 由于分流器得到的采样信号很弱，pcb布线时需特别注意避开电感、变压器等强骚扰源，同时减小回路面积，推荐使用凯文接线。分流器和隔离运放应尽可能靠近，缩短传输路径。
7、pfc分流器一般与交流输入相连，在雷击或浪涌时分流器会流过大电流，需考虑器件的抗冲击能力和脉冲降额，推荐优选金属分流器，慎用表贴膜式器件。
隔离运放选择
隔离运放是实现采样信号初始放大、隔离传输的关键器件，其特性、外围电路和走线对于保证高采样精度和高cmti至关重要。选型时主要考虑以下几项指标：
1） 输入/输出电压范围
2）增益及其偏差
3）增益、非线性度、失调电压及各自的温漂系数
4）输入偏置电流
5） pfc开关频率和隔离运放的带宽(主要影响相位延迟)
6）最大工作隔离电压viorm。
7）共模抑制比和共模瞬变抑制力
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由于在该拓扑应用中，dsp的控制地通常和输入电流检测信号不共地，因此需要该单元电路解决电流隔离检测和小信号放大问题。
图2 amc1301dwvr运放电路
图3 dsp端口的rc滤波
电路图说明：
1. pfccurr1和agnd_n是从pfc分流器直接引出的电流检测小信号。
1. pfccurrsamp3和pfccurrsamp4是经过电流隔离检测并放大后，送入控制板的差分电流采样信号。
2. pfccurrsamp1和pfccurrsamp2是对pfccurrsamp3和pfccurrsamp4低通滤波和钳位后，送入dsp-adc的差分电流采样信号。
3. 第一级低通滤波r409和c407是对分流器采样信号进行滤波；
第二级滤波是对隔离运放的输出进行滤波，该参数的选择与电路是否用于ocp保护有关；
第三级r423/c414以及r414/c409是位于控制板上的，目的是滤除信号在传输过程中的干扰；
4.r415与r416的分压作用
如图2，在隔离运放输出上有两个分压电阻r415/r416。其主要用于兼容不同共模输出电压的隔离运放的，其主要目的是调整隔离运放到dsp-adc口的增益，用于满足adc采样口0-3.2v的采样范围。
工作原理
如图2所示，pfc电感电流在分流器上产生压降，经过差分采样检出电流小信号pfccurr1 (相对于agnd_n)。由于agnd_n与控制地agnd非等电位，电流信号pfccurr1-agnd_n通过隔离运放u402，转换为差分放大信号(pfccurrsamp3和 pfccurrsamp4)。该信号再经过低通滤波和钳位后，送入dsp –adc进行相减操作，得到放大了k倍的pfc电感电流信号。
k值由分流器阻值、隔离运放增益、后级分压倍数决定以及adc转换系数决定。一般情况下，dsp的adc电压基准为3.2v，因此采样范围0~3.2v。选择电流采样分流器时需要结合和隔离采样运放输入范围（以amc1301为例：可采样范围±302.7mv，最佳线性范围±250mv）、adc转换系数等综合考虑。
分流器选择
选择合适的pfc分流器需兼顾阻值、功耗、温漂、容差、安装方式，抗冲击能力及成本，同时还要考虑电流检测信号的走线方式，以获得尽可能高的采样精度和共模抑制能力。具体解释如下：
1、分流器阻值过大，会引入较大的功耗。另一方面，阻值选取时不能使最大采样信号超过ti-amc1301的最大允许输入范围(±302.7mv)。反过来，阻值如果太小，也会带来诸多问题，例如：
(a) 器件可选择性差，用量小成本高；
(b) 采样信号较低，没有充分利用隔离运放的有效输入范围，且信噪比太低，容易受共模噪声及输入失调电压影响。
(c) 当阻值降低到一定程度，上锡饱满度及焊接电阻对采样精度和温漂的影响逐渐显现，对焊接工艺和焊接质量、器件封装等有更高要求。
2、分流器功耗过大，对于散热条件较差的表贴膜式分流器，影响可靠性。而对于插件分流器，容易造成发热严重，阻值漂移，影响精度。
3、 为保证高精度采样，对于插件式分流器，推荐采用低温漂的锰铜材料。表贴分流器温漂系数不同厂家可能有差别，同系列材质不同也有差异，选型时需留意。另外，对高频开关电流采样，分流器还应具有低寄生电感，以降低感应电压对高频小幅值采样信号的影响。
4、分流器的初始容差可经过生产校准消除，从采样精度和成本考虑，精度一般为1%。
5、 安装方式需考虑生产效率、散热、焊接方式及占板面积。
6、 由于分流器得到的采样信号很弱，pcb布线时需特别注意避开电感、变压器等强骚扰源，同时减小回路面积，推荐使用凯文接线。分流器和隔离运放应尽可能靠近，缩短传输路径。
7、pfc分流器一般与交流输入相连，在雷击或浪涌时分流器会流过大电流，需考虑器件的抗冲击能力和脉冲降额，推荐优选金属分流器，慎用表贴膜式器件。
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