ZHCAD63 September 2023 AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1311 , AMC1350 , AMC1351
2.2 在 TINA-TI 中仿真
圖 2-3 仿真模型VS1 是 LDO 的輸出，VG1 用于仿真 PWM 信號，而 IS1 仿真隔離式放大器的負載消耗。由于 VS1 為 6V 且二極管兩端的壓降為 300mV，因此自舉電路的最大輸出為 5.4V。VG1 以 50% 的占空比提供 20kHz、50Vpp 的 PWM 信號。C1 在四個不同的電容器值之間逐個切換。
圖 2-4 比較電容器值| 電容器值 (μF) | 穩(wěn)態(tài)紋波 (mV) | 平均穩(wěn)態(tài)值 (V) |
|---|---|---|
| 3.3 | 53.6 | 5.215 |
| 4.7 | 37.7 | 5.200 |
| 6.8 | 25.8 | 5.215 |
| 10 | 17.7 | 5.215 |
圖 2-4 展示了使用同一 PWM 信號時的四種不同電容器值。表 2-1 展示了采用不同電容器時的穩(wěn)態(tài)輸出電壓。請注意，理論上，電容器無法達到 5.4V 的最大穩(wěn)態(tài)值。但是，隨著紋波減小，啟動時間明顯增加。當電容器值為 4.7μF 時，該信號可以在啟動時間和紋波之間取得良好的平衡。
自舉電路的啟動時間和穩(wěn)態(tài)紋波還取決于輸入 PWM 信號的頻率和占空比。我們可以通過將 C1 設(shè)置為單個值并更改 VG1 生成的 PWM 信號，在仿真中觀察到這一點。
圖 2-5 更改 PWM 頻率| PWM 頻率 (kHz) | 穩(wěn)態(tài)紋波 (mV) | 平均穩(wěn)態(tài)值 (V) |
|---|---|---|
| 10 | 75.1 | 5.190 |
| 20 | 37.7 | 5.200 |
| 50 | 14.7 | 5.200 |
C1 為 4.7μF，PWM 信號幅度為 50VPP 且占空比為 50%。頻率對輸出紋波的影響要大得多，而不會對啟動時間和平均穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生太大的影響，如表 2-2 所示。
圖 2-6 更改 PWM 占空比| PWM 占空比 | 穩(wěn)態(tài)紋波 (mV) | 平均穩(wěn)態(tài)值 (V) |
|---|---|---|
| 20% | 14.7 | 5.245 |
| 50% | 37.7 | 5.200 |
| 80% | 59.9 | 5.070 |
C1 為 4.7μF，PWM 信號幅度為 50VPP 且頻率為 20kHz。啟動時間和平均輸出受到的影響要大得多，如圖 2-6 和表 2-3 所示。
紋波太大會影響隔離式放大器的性能，因為電源彈跳可能會導致輸出共模誤差。但是，在放大器達到放大器高側(cè)電源的最小建議值之前，無法驗證隔離式放大器是否可以精確測量 DUT。對于在系統(tǒng)參數(shù)范圍內(nèi)設(shè)計有效的自舉電路，了解預期的 PWM 輸出信號至關(guān)重要。但是，選擇 4.7μF 電容器的前提是：PWM 信號的占空比為 50%，頻率為 20kHz（請參閱節(jié) 2.1），以便根據(jù) PWM 信號特性調(diào)節(jié)最小電容（請參閱方程式 4）。