ZHCY211 December 2024 AMC0106M05 , AMC0106M25 , AMC0136 , AMC0311D , AMC0311S , AMC0386 , AMC0386-Q1 , AMC1100 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1202 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302-Q1 , AMC1303M2510 , AMC1304L25 , AMC1304M25 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1350-Q1 , AMC23C12 , AMC3301 , AMC3330 , AMC3330-Q1
- 1
- 引言
- 隔離式信號(hào)鏈簡(jiǎn)介
- 選擇樹
-
電流檢測(cè)
- 隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的分流電阻選型
- 隔離式電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 具有 ±50mV 輸入和單端輸出的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±50mV 輸入和差分輸出的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±250mV 輸入范圍和單端輸出電壓的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±250mV 輸入和差分輸出的隔離式電流測(cè)量電路
- 隔離式過流保護(hù)電路
- 將差分輸出（隔離式）放大器連接到單端輸入 ADC
- 利用 AMC3311 為 AMC23C11 供電以實(shí)現(xiàn)隔離式檢測(cè)和故障檢測(cè)
- 具有前端增益級(jí)的隔離式電流檢測(cè)電路
- 隔離式分流器和閉環(huán)電流檢測(cè)的精度比較
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電壓感測(cè)
- 利用隔離式電壓檢測(cè)充分提高功率轉(zhuǎn)換和電機(jī)控制效率
- 借助集成高壓電阻隔離式放大器和調(diào)制器提高精度和性能
- 適用于電壓檢測(cè)應(yīng)用且具有差分輸出、單端固定增益輸出和單端比例式輸出的隔離式放大器
- 具有 ±250mV 輸入和差分輸出的隔離式電壓測(cè)量電路
- 使用 AMC3330 進(jìn)行線間隔離式電壓測(cè)量的分接抽頭連接
- 具有隔離放大器和偽差分輸入 SAR ADC 的 ±12V 電壓檢測(cè)電路
- 具有隔離式放大器和差分輸入 SAR ADC 的 ±12V 電壓檢測(cè)電路
- 隔離式欠壓和過壓檢測(cè)電路
- 隔離式過零檢測(cè)電路
- 具有差分輸出的 ±480V 隔離式電壓檢測(cè)電路
- EMI 性能
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終端設(shè)備
- 比較 HEV/EV 中基于采樣電阻和基于霍爾傳感器的隔離式電流檢測(cè)解決方案
- 直流電動(dòng)汽車充電應(yīng)用中電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用隔離比較器進(jìn)行故障檢測(cè)
- 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的 UCC23513 光兼容隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)分立式 DESAT
- 交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的隔離式電壓檢測(cè)
- 在服務(wù)器 PSU 中實(shí)現(xiàn)高性能隔離式電流和電壓檢測(cè)
-
其他參考設(shè)計(jì)/電路
- 為隔離式放大器設(shè)計(jì)自舉電荷泵電源
- 隔離式調(diào)制器與 MCU 之間的數(shù)字接口的時(shí)鐘邊沿延遲補(bǔ)償
- 利用 AMC3311 為 AMC23C11 供電以實(shí)現(xiàn)隔離式檢測(cè)和故障檢測(cè)
引言
一個(gè)低歐姆值的精密直列式電阻稱為分流電阻。在 混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等高壓汽車和工業(yè)應(yīng)用中，分流電阻通常與隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器配對(duì)用于測(cè)量通過幅度驅(qū)動(dòng)控制環(huán)路反饋算法的電流，同時(shí)保護(hù)數(shù)字電路免受執(zhí)行功能的高壓電路的影響。德州儀器 (TI) 擁有品類齊全的隔離式放大器、隔離式 ADC 和隔離式比較器產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品具有電容隔離層，能夠幫助客戶滿足隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需求。德州儀器 (TI) 的電容隔離柵通?？蛇\(yùn)行 100 年以上。有關(guān) TI 電容隔離柵的更多信息，請(qǐng)參閱隔離鏈接。
如“隔離式分流器和閉環(huán)電流檢測(cè)的精度比較”應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)所示，基于分流器的電流檢測(cè)功能可實(shí)現(xiàn)出色的精度、抗磁干擾能力、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、高線性度、低溫漂、擴(kuò)展至多個(gè)項(xiàng)目的能力以及更低的價(jià)格。分流器可以安裝在底盤上、采用表面貼裝方式或使用引線通過穿孔連接到印刷電路板 (PCB)。有許多分流電阻可供選擇，為給定應(yīng)用選擇正確的分流電阻并非總是輕而易舉。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)討論了通常用于隔離式電流檢測(cè)的分流電阻及相關(guān)利弊權(quán)衡。
計(jì)算電阻和功率耗散要求
要選擇分流電阻，第一步是根據(jù)隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的連續(xù)和最大電流幅度以及線性滿量程輸入電壓范圍來計(jì)算所需的電阻和功率耗散額定值，如隔離式電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)一文中所述。但是，必須注意保持分流電阻的最高溫度不會(huì)因自發(fā)熱而超過數(shù)據(jù)表中列出的額定值。在正常條件下，即使該設(shè)計(jì)可以充分散熱，分流電阻也無法在超過額定電流的三分之二的情況下持續(xù)運(yùn)行。散熱技術(shù)因應(yīng)用而異，可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)：增加載流 PCB 布線或初級(jí)導(dǎo)體的重量或尺寸，增加散熱器，或使用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。如果應(yīng)用無法進(jìn)行充分散熱，則分流電阻在超出極低電流（低至四分之一額定電流）的情況下不一定能夠運(yùn)行。超出此電流時(shí)，可能需要進(jìn)一步降低電阻或增加所選分流電阻的功率耗散額定值。
對(duì)于表面貼裝電阻，大約 90% 的自生熱量都會(huì)通過傳導(dǎo)到 PCB 布線的方式消散。圖 11 表明增大載流 PCB 布線的尺寸是一種有效的散熱方法。圖中展示了表面貼裝金屬元件 1m? 2512 (5W) 和 3920 (8W) 封裝分流電阻在采用自然和強(qiáng)制空氣冷卻時(shí)的仿真熱性能。結(jié)果顯示為分流額定電流 (%) 與 PCB 尺寸 (mm2) 間的關(guān)系；其中達(dá)到了所選分流電阻的最高溫度 (170°C)。
圖 11 分流額定電流與 PCB 尺寸間的關(guān)系要驗(yàn)證分流電阻在應(yīng)用中的性能，請(qǐng)測(cè)量分流電阻在最大標(biāo)稱運(yùn)行期間的端子溫度，并查閱分流電阻數(shù)據(jù)表中的功率降額曲線以驗(yàn)證是否在指定范圍內(nèi)運(yùn)行。這種做法不僅能保持電阻材料不超過額定最高溫度，還可確保額定溫漂系數(shù)有效。
在計(jì)算預(yù)期的輸出電壓和功率耗散時(shí)，應(yīng)考慮瞬態(tài)和短路電流幅度。不得違反數(shù)據(jù)表中指定的分流電阻短期過載功率耗散規(guī)格，否則存在永久改變分流電阻物理屬性或產(chǎn)生開路的風(fēng)險(xiǎn)。此外，確認(rèn)在數(shù)據(jù)表“絕對(duì)最大額定值”表中所示的任一條件下不違反隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的絕對(duì)最大輸入電壓規(guī)格。德州儀器 (TI) 隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸入引腳的額定電壓范圍通常為 –6V 至高側(cè)電源電壓 +500mV（相對(duì)于高側(cè)接地端），在此范圍內(nèi)沒有損壞風(fēng)險(xiǎn)。
安裝、結(jié)構(gòu)和材料類型
計(jì)算出近似的電阻和功率耗散要求后，必須考慮表 4 中匯總的其他選型標(biāo)準(zhǔn)。
| 技術(shù) | 金屬元件 | 金屬箔 | 金屬元件 | 繞線 |
|---|---|---|---|---|
| 安裝方法 | 表面貼裝 | 表面貼裝 | 底盤安裝 | 底盤安裝或引線式 |
| 電阻范圍 (Ω) | 0.1m – 1 | 0.5m – 0.7 | 25μ – 0.1 | R > 5m |
| 功率范圍 (W) | 1/16 – 20 | 1/80 – 10 | ? – 100 | ? – 1k |
| 容差范圍 (%) | 0.1 – 5 | 0.01 – 10 | 0.1 – 1 | 0.1 – 10 |
| 漂移范圍 (ppm/C°) | 15 – 750 | 0.2 – 1k | 20 – 100 | 20 – 400 |
| 脈沖能力 (C°) | 高達(dá) 275 | 高達(dá) 225 | 高達(dá) 175 | 275+ |
| 成本 | + | ++ | +++ | +++/+ |
表面貼裝金屬元件分流電阻提供低阻值、高功率能力、良好初始精度和低成本，因此是隔離式電流檢測(cè)的常見選擇。Bourns? 的 CSS2H 和 Vishay? 的 WSLP 等分流電阻系列均適合用于隔離式電流檢測(cè)。如果應(yīng)用需要比金屬元件更高的初始精度或更低的溫漂，可以考慮使用金屬箔（例如 Ohmite? 的 FC4L）；但是，與金屬元件相比，金屬箔的功率耗散額定值通常更低且成本更高。表面貼裝電阻的布局注意事項(xiàng)包括：靠近隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器放置，并使輸入端的檢測(cè)連接較短且均勻匹配，如 TI 高精度實(shí)驗(yàn)室的這段電流檢測(cè)放大器分流電阻布局視頻中所述。此外，在為低阻值 (< 500μ?) 的表面貼裝電阻設(shè)計(jì) PCB 焊盤時(shí)要小心，如這篇 TI E2E? 博客中所述。最后，與 PCB 制造商合作時(shí)，請(qǐng)驗(yàn)證是否確定了正確的回流焊工藝，因?yàn)殄e(cuò)誤安裝可能會(huì)由于焊盤上的焊接接觸電阻、運(yùn)行期間的散熱不均或開路而導(dǎo)致較高的初始誤差。
底盤安裝電阻通常用于需要大電流的應(yīng)用，因?yàn)檫@些電阻支持直列式導(dǎo)體安裝，并且不會(huì)將自生熱散發(fā)到 PCB。金屬元件底盤安裝電阻允許低至 25μ? 的阻值和高達(dá) 100W 的功率，而底盤安裝繞線電阻具有出色的脈沖功率能力。安裝時(shí)，請(qǐng)?zhí)貏e注意不要對(duì)初級(jí)連接處的螺栓、鉚釘或壓接接頭施加過大或過小的扭矩，因?yàn)槌跫?jí)導(dǎo)體線路上可能會(huì)增加額外的電阻，從而導(dǎo)致不必要或不平衡的功率耗散和模擬誤差。請(qǐng)咨詢底盤安裝電阻制造商，獲得更多指導(dǎo)。
對(duì)于需要超高精度的應(yīng)用，請(qǐng)考慮采用與初級(jí)載流引線的差分檢測(cè)連接（開爾文連接）無關(guān)的四端子分流電阻。與雙端子分流器相比，開爾文連接具有更高的精度，這是因?yàn)闄z測(cè)元件引線中的溫漂更?。坏?，成本通常更高，并且存在額外風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榘惭b不當(dāng)會(huì)使初級(jí)電流流過檢測(cè)連接，從而可能損壞隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。還可以在分流電阻本地進(jìn)行溫度測(cè)量以定期更新校準(zhǔn)表，因?yàn)榇蠖鄶?shù)分流電阻提供相對(duì)可預(yù)測(cè)的電阻隨溫度變化的趨勢(shì)，即使環(huán)境溫度發(fā)生變化或因功率耗散而自發(fā)熱，也能實(shí)現(xiàn)出色的精度。