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
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- 引言
- 隔離式信號鏈簡介
- 選擇樹
- 電流檢測
- 電壓感測
- 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解決方案
- 直流電動汽車充電應(yīng)用中電流檢測的設(shè)計注意事項
- 在電機驅(qū)動器中使用隔離比較器進行故障檢測
- 在電機驅(qū)動器的 UCC23513 光兼容隔離式柵極驅(qū)動器中實現(xiàn)分立式 DESAT
- 交流電機驅(qū)動器中的隔離式電壓檢測
- 在服務(wù)器 PSU 中實現(xiàn)高性能隔離式電流和電壓檢測
- 其他參考設(shè)計/電路
應(yīng)用簡報
引言
故障檢測對于電機驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、車載充電器 (OBC)、串式逆變器和微型逆變器等應(yīng)用至關(guān)重要。通過隔離柵將高壓域和低壓域分隔開，使系統(tǒng)能夠在不同的共模電壓下運行。高壓域執(zhí)行功能，而低壓域控制設(shè)備。這既可以防止對低壓電路造成電氣損壞，也可以防止對用戶造成傷害。以高共模電壓運行時，需要檢測過壓等故障。本文檔重點介紹了 AMC3311 如何提供來自 HLDO_OUT 的高側(cè)電源電流來為 AMC23C11 隔離式比較器的高壓域供電，從而實現(xiàn)緊湊的故障檢測設(shè)計。
AMC3311 是一款精密的增強型隔離式放大器。該器件的輸入電壓范圍為 0 至 2V，可用于驅(qū)動控制環(huán)路的精密隔離式直流電壓測量。該器件具有集成式直流/直流轉(zhuǎn)換器，支持 4mA 輔助電路的高側(cè)電源電流。這樣即可實現(xiàn)從器件低側(cè)到高側(cè)的單電源運行，從而進行 AMC3311 的反饋測量和 AMC23C11 的過壓故障檢測。AMC23C11 是一款快速響應(yīng)增強型隔離式比較器。該器件可用于具有可調(diào)跳變閾值的快速過流或過壓檢測。該器件需要 2.7mA 的高側(cè)電源電流。AMC3311 是市場上較早推出的具有集成式直流/直流轉(zhuǎn)換器的隔離式放大器，使這兩個器件能夠成對工作，適合需要精密隔離式放大器來實現(xiàn)控制功能，以及需要快速反應(yīng)比較器來實現(xiàn)過流或過壓保護的應(yīng)用。
用于為 AMC23C11 供電的 AMC3311
AMC3311 提供隔離式電源，能夠通過 HLDO_OUT 引腳為需要高側(cè)電源的連接元件提供高達 4mA 的電流。這一特性直接支持使用 AMC23C11 等性能更高的隔離式比較器。
AMC3311 提供的電源電流使得各種配套器件可與隔離式放大器搭配使用。圖 20 展示了如何使用 AMC3311 為 AMC23C11 的高側(cè)供電的示例原理圖。在原理圖中，AMC3311 引腳 5 處的 HLDO_OUT 展示了延伸至 AMC23C11 引腳 1 處 VDD1 的布線。隔離式比較器將輸入電壓與引腳 3 處的基準(zhǔn)電壓進行比較。如果輸入電壓超過作為基準(zhǔn)電壓建立的閾值，該器件會下拉開漏輸出。可以通過修改與內(nèi)部 100μA 電流源相關(guān)的基準(zhǔn)電阻值來調(diào)整閾值電壓。
此外，AMC23C11 具有 1.4V 的裕度余量電壓。閾值電壓不能高于 3.2V 輸入與 1.4V 裕度的差值 (1.8V)。在 REF 和 GND1 之間放置了一個電阻器，以將跳變電壓定義為 1.07V。因此，這項余量要求將隔離式比較器上的閾值電壓限制為低于在放大器上所見的真正截止電壓。例如，當(dāng)放大器上的真正截止電壓為 2.14V 時，隔離式比較器無法監(jiān)控電壓，因為電壓超出裕度余量電壓設(shè)置的限值。因此，RSNS 被分成兩個相等的電阻器（RSNS1 和 RSNS2），以按比例將截止電壓定義為 AMC3311 所需電壓的一半。相反，AMC23C11 會讀取 1.07V 作為基準(zhǔn)電壓。
圖 21 展示了組合各器件進行布線的 PCB 布局示例。
圖 164 AMC3311 和 AMC23C11 原理圖
圖 165 AMC3311 和 AMC23C11 PCB 布局AMC23C11 用于過壓檢測
圖 22 和圖 23 分別顯示了 AMC3311 和 AMC23C11 的過壓響應(yīng)時間。使用 3.2V 電源時，輸入信號 (CH4) 顯示電壓上升至 1.07V 過壓閾值以上。
AMC3311、VOUTP (CH2) 和 VOUTN 通道 (CH1) 的響應(yīng)時間為 2.906μs，而 AMC23C11、OUT (CH3) 的響應(yīng)時間為 314.015ns。放大器檢測過壓所需的時間長度是隔離式比較器檢測過壓所需長度的九倍以上。對于低延遲應(yīng)用而言，此延時時間可能過長。為了補充 AMC3311 放大器，可以使用隔離式比較器來防止發(fā)生過壓，因為比較器可以快速檢測高于設(shè)定閾值的電壓。這會通知控制器關(guān)閉所有受影響的電子產(chǎn)品，從而在高電壓應(yīng)用中提高安全性和可靠性。
圖 166 AMC3311 過壓響應(yīng)時序波形
圖 167 AMC23C11 過壓響應(yīng)時序波形結(jié)論
AMC3311 是一款具有高側(cè)電流電源的隔離式放大器，可用于為輔助檢測電路供電。該器件可以在高側(cè)為外部器件提供高達 4mA 的電流，并且與 AMC23C11 等高速隔離式比較器兼容。該比較器的優(yōu)勢是可顯著縮短響應(yīng)時間，從而實現(xiàn)過壓保護。對于電壓和電流檢測應(yīng)用，結(jié)合使用 AMC3311 和 AMC23C11 會是一個有用的選擇。
其他資源
- 德州儀器 (TI)，精密實驗室系列：隔離簡介 視頻系列。
- 德州儀器 (TI)，AMC3311-Q1 具有集成式直流/直流轉(zhuǎn)換器的汽車類、2V 輸入、增強型隔離精密放大器 數(shù)據(jù)表.
- 德州儀器 (TI)，AMC23C11 具有可調(diào)閾值和鎖存功能的快速響應(yīng)增強型隔離式比較器 數(shù)據(jù)表。
- 德州儀器 (TI)，隔離相關(guān)術(shù)語
- 德州儀器 (TI)，隔離式放大器電壓檢測 Excel 計算器 設(shè)計資源。