電流檢測是實現(xiàn)電機過載保護、負載監(jiān)測與性能調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。基于精準的電流檢測數(shù)據(jù)，電機控制器能夠靈活調(diào)控電機的轉(zhuǎn)速、扭矩等運行參數(shù)，及時響應工況變化，保障電機長期高效穩(wěn)定運行。

在機器人領(lǐng)域的伺服系統(tǒng)與電機驅(qū)動器中（涵蓋拾放機器人、手術(shù)機器人等品類），對電機各相電流的檢測尤為關(guān)鍵。這同時也是采用 NVIDIA Jetson Thor 芯片的人形機器人的一項標準配置需求。

然而，電流檢測通常需要配備電氣隔離功能，核心目的是防范短路故障（包括與周邊交流線路的短路）及其他安全隱患。此外，可靠的隔離設(shè)計還能有效消除檢測側(cè)與處理器側(cè)之間不可避免的共模電壓差問題。

在傳統(tǒng)方案中，電流檢測系統(tǒng)通常由電流檢測電阻、信號調(diào)理元件、帶串行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），以及隔離單元（如光耦合器、電容式數(shù)字隔離器或變壓器）組成。這類方案雖能實現(xiàn)功能，但所需元器件數(shù)量較多，會占用大量電路板空間；同時，為保證小信號的完整性，PCB 布局設(shè)計也有著嚴苛要求。

為解決上述痛點，德州儀器推出了AMC0106M25—— 一款高精度隔離式 Δ-Σ 調(diào)制器，可作為高效電機與伺服驅(qū)動器電流檢測系統(tǒng)的核心 ADC 器件（見圖 1）。

1.AMC0106M25 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框圖簡潔清晰，直觀呈現(xiàn)了其核心電氣隔離屏障。

器件內(nèi)部集成的隔離屏障，可將系統(tǒng)中不同共模電壓等級的電路模塊隔離開來。該隔離屏障支持最高 200V 有效值 / 280V 直流工作電壓，以及最高 570V 有效值 / 800V 直流瞬態(tài)電壓。

電壓降的取舍：電流檢測的核心權(quán)衡點

電流檢測方案的設(shè)計過程中，存在一個核心權(quán)衡：一方面，檢測電阻的電壓降應盡可能小，以降低對負載電流的影響，并減少電阻自身的功耗；另一方面，更大的電壓降有助于提升信號信噪比（SNR）與檢測分辨率。因此，設(shè)計人員通常會以 100-200mV 作為標稱電壓范圍，再根據(jù)系統(tǒng)實際需求上下調(diào)整，以找到最優(yōu)平衡點。

AMC0106M25 的輸入電壓范圍為±250mV，與前代產(chǎn)品 AMC0106M05（±50mV 輸入范圍）形成互補。

這款調(diào)制器的輸出信號可與外部時鐘保持同步。當搭配256 倍過采樣率濾波器使用時，器件可實現(xiàn)16 位分辨率，動態(tài)范圍達 88dB，數(shù)據(jù)速率為 78k 樣本 / 秒（kSPS）（見圖 2）。

2.  實際應用中，AMC0106M25 的模擬前端會對檢測電阻兩端的毫伏級電壓信號進行放大與隔離處理，隨后完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字信號傳輸至系統(tǒng)處理器。

盡管這款新產(chǎn)品主要面向 48V 電機驅(qū)動場景設(shè)計，但同樣可應用于 48V 功率逆變器、模擬輸入模塊及電源設(shè)備。

為何選擇 48V 電壓平臺？

選擇 48V 電壓平臺的核心原因包括以下兩點：

• 48V 電機非常適合電池供電的便攜式、移動式機器人，能夠在滿足功率需求的同時，兼顧設(shè)備的續(xù)航與便攜性。

• 48V 電壓低于人體安全閾值（通常為 60V，具體數(shù)值因應用場景與地區(qū)法規(guī)略有差異），可規(guī)避更高電壓等級下對電氣間隙、互鎖裝置及用戶防護措施的嚴苛合規(guī)要求。

高精度電流檢測的核心：高性能 ADC

AMC0106M25 具備極低的直流誤差指標，這對于精準測量檢測電阻兩端的毫伏級電壓信號至關(guān)重要，具體參數(shù)如下：

• 失調(diào)誤差：最大值 ±200 μV

• 失調(diào)漂移：最大值 ±2 μV/°C

• 增益誤差：最大值 ±0.2%

• 增益漂移：最大值 ±30 ppm/°C

該器件的數(shù)據(jù)手冊包含了這款強模擬屬性器件的全部常規(guī)參數(shù)，涵蓋不同工作條件與溫度下的開關(guān)特性、時序圖等內(nèi)容。手冊還明確指出了使用這類數(shù)模混合器件時需要注意的潛在細節(jié)問題，并提供了豐富的應用與集成設(shè)計指導。

此外，數(shù)據(jù)手冊還給出了推薦的 PCB 布局方案 —— 這是保障隔離性能的關(guān)鍵因素之一，同時也標注了去耦電容的最佳擺放位置（見圖 3）。

3.  合理的 PCB 布局對維持隔離性能至關(guān)重要，同時也能優(yōu)化去耦電容與檢測電阻的安裝位置，提升系統(tǒng)性能。

德州儀器還發(fā)布了多篇應用筆記，深入解讀該器件的工作原理與使用方法。AMC0106M25 采用3.5×2.7mm、8 引腳封裝，工作溫度范圍覆蓋-40℃至 + 125℃的擴展工業(yè)級溫度區(qū)間。