原标题：利用单电源隔离放大器和ADC简化隔离电流和电压感应设计

利用单电源隔离放大器和ADC可以显著简化隔离电流和电压感应设计，以下是对此设计的详细分析：

一、设计背景与需求

在许多系统中，如电机驱动器、太阳能逆变器、DC充电站、工业机器人、不间断电源、牵引逆变器、车载充电器和DC/DC转换器等，都需要通过隔离势垒将电流和电压信息从一个电源域传输到另一个电源域，以便进行监视和控制。电流隔离在这些应用中起着至关重要的作用，它有助于保护人员、抗噪以及处理子系统之间的接地电位差。

二、传统设计的挑战

传统上，为隔离放大器或ADC供电需要两个电源：高侧电源和低侧电源。低压侧通常由为数字控制器供电的相同电源供电，但许多系统的高侧没有可用的电源。这就意味着必须在高侧设计分立的隔离电源，这会增加解决方案尺寸、物料清单（BOM）数量和解决方案成本，从而增加设计和印刷电路板（PCB）布局的复杂性。

三、单电源隔离放大器和ADC的优势

为了解决上述挑战，开发了一系列可使用低侧电源工作的隔离放大器和ADC。这些新器件包括一个全集成DC/DC转换器级，可在内部产生高侧电源。这种设计带来了以下优势：

1. 尺寸更小：集成的DC/DC转换器不再需要分立电源（如专用隔离电源）以及专用变压器、变压器驱动器和LDO的组合，从而实现了更紧凑的系统设计。

2. 成本更低：减少了BOM数量，降低了系统成本。

3. 设计简化：有助于简化设计和布局，无需担心是否能够使用高侧电源，可更轻松地设计基于分流器的高精度电流和电压感应。

4. 布线优化：通过消除对集中式电源的需求，可借助模块化PCB设计实现更高的复用率，实现具有更少走线和更少电源布线的双层电路板设计。

5. 降低设计复杂性：在无共用中性线的多相系统中进行相间电压测量时，可以降低设计复杂性。

6. 分流器布置的灵活性：由于采用了集成电源，寄生电感不会影响测量精度，使得分流器布置更加灵活。

四、具体应用实例

以AMC3301系列为例，该系列包括多种型号的隔离放大器和ADC，如AMC3301（±250mV输入增强型隔离放大器）、AMC3301-Q1（汽车电子理事会AEC-Q100认证的±250mV输入增强型隔离放大器）、AMC3302（±50mV输入增强型隔离放大器）等。这些器件都采用了单电源设计，并集成了DC/DC转换器，从而实现了上述优势。

五、结论

综上所述，利用单电源隔离放大器和ADC可以显著简化隔离电流和电压感应设计，降低系统成本，提高设计灵活性，并优化布线。这些优势使得单电源隔离放大器和ADC成为许多应用中的理想选择。