ZHCU891 May 2022 TPSI3050 , TPSI3050-Q1 , TPSI3052 , TPSI3052-Q1
2.3.2 AMC23C10
AMC23C10 是一款響應(yīng)時(shí)間短的精密隔離式比較器，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于過(guò)零檢測(cè)，可檢測(cè)必須與低壓電路實(shí)現(xiàn)電隔離的高壓信號(hào)。開(kāi)漏和推挽輸出與輸入電路由抗電磁干擾性能極強(qiáng)的隔離柵隔開(kāi)。該隔離柵經(jīng)認(rèn)證可提供高達(dá) 5kVRMS 的增強(qiáng)型電隔離，符合 UL1577 標(biāo)準(zhǔn)，并且可支持最高 1kVPK 的工作電壓。該器件提供一個(gè)開(kāi)漏輸出和一個(gè)推挽輸出，傳播延遲不到 300 ns。集成 LDO 在高壓側(cè)支持 3V 至 27V 的工作電壓范圍，因此該比較器能夠采用柵極驅(qū)動(dòng)器電源供電。低壓側(cè)工作電壓范圍為 2.7V 至 5.5V。
AMC23C10 的特性：
- 高側(cè)電源具有寬電壓范圍：3V 至 27V
- 低側(cè)電源電壓范圍：2.7V 至 5.5V
- 跳變閾值誤差：±6 mV（最大值）
- 傳播延遲：290 ns（典型值）
- 高 CMTI：100 kV/μs（最小值）
- 開(kāi)漏和推挽輸出
圖 2-3 過(guò)零檢測(cè)電路對(duì)于 VDD1 和 VDD2，建議添加一個(gè)與低 ESR、0.1 uF 陶瓷電容器并聯(lián)的 1 uF 電容器。TPSI3050-Q1 通過(guò)具有 5V 電壓軌的 VDDM 引腳在 HV 側(cè)為 AMC23C10 供電。TPSI3050-Q1 的這一特性降低了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，并減少了布板空間。
圖 2-3 展示了 IN- 輸入接地以有效比較反向并聯(lián)二極管 D1 上的電壓擺幅。輸入 IN+ 通過(guò) R4、R5、R7 和 R8 連接到交流電源。在選擇這些電阻器時(shí)，一定要注意額定電壓、功耗和開(kāi)關(guān)延遲。電阻器必須能夠承受高壓交流電源。建議使用串聯(lián)電阻以滿(mǎn)足電壓規(guī)格。本參考設(shè)計(jì)使用兩個(gè)電阻器尺寸 (2010)，額定電壓為 400V DC。務(wù)必注意在電阻器上的功耗和零電壓檢測(cè)精度之間進(jìn)行權(quán)衡。電源開(kāi)關(guān)和電阻器的寄生電容會(huì)因零電壓檢測(cè)而產(chǎn)生 RC 延遲。這種延遲會(huì)影響發(fā)生過(guò)零開(kāi)關(guān)的電壓。減小電阻值會(huì)減少延遲，并且負(fù)載連接到接近零伏的源極。
在此設(shè)計(jì)中，使用 242 kΩ 的電阻來(lái)偏置二極管并實(shí)現(xiàn)過(guò)零檢測(cè)。交流電源是 110VAC 信號(hào)，頻率為 60 Hz。該設(shè)計(jì)在 10.4V 時(shí)以 180.8 μs 延遲連接負(fù)載。此延遲主要由 (R4+R5) 的 RC 常數(shù)和功率 FET 的輸出電容決定，而不是隔離比較器、低側(cè)邏輯電路或 TPSI3050-Q1 的啟用延遲。圖 3-3 展示了開(kāi)關(guān)操作的詳細(xì)信息。以下公式展示了所選電阻器的峰值和平均功耗的計(jì)算方式。R 值是串聯(lián)電阻之和 R = (R4+R5) = (R7+R8)。
選擇串聯(lián)二極管時(shí)，壓降必須高于 AMC23C10 的標(biāo)稱(chēng)開(kāi)關(guān)閾值電壓。AMC23C10 需要高于其標(biāo)稱(chēng)開(kāi)關(guān)閾值 +/-12.5 mV 的電壓來(lái)檢測(cè)有效輸入。為本參考設(shè)計(jì)選擇的二極管是 BAT54S-HF。該二極管能夠在非常低的電流電平下提供必要的壓降。圖 2-4 展示了 BAT54S-HF 的正向壓降特性。電容器 C11 有助于過(guò)濾來(lái)自交流電源的高頻噪聲，但是，C11 也可以增加傳播延遲以檢測(cè)過(guò)零電壓。在此設(shè)計(jì)中，未填充 C11，目的是保持較低的傳播延遲。
圖 2-4 二極管壓降