JAJU926 March   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMCS1123
      2. 2.3.2 ADS7043
      3. 2.3.3 AMC1035
      4. 2.3.4 REF2033
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 ホール エフェクト電流センサの回路設計
    2. 3.2 A/D コンバータ
      1. 3.2.1 デルタ シグマ変調器
        1. 3.2.1.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.1.2 入力フィルタリング
        3. 3.2.1.3 MCU へのインターフェイス
      2. 3.2.2 12 ビット SAR ADC
        1. 3.2.2.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.2.2 入力フィルタ
        3. 3.2.2.3 MCU へのインターフェイス
    3. 3.3 電源および基準電圧
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 テスト設定
      1. 4.3.1 注意事項
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 DC 性能
        1. 4.4.1.1 AD 変換後の出力電圧ノイズおよび ENOB
        2. 4.4.1.2 直線性と温度ドリフト
      2. 4.4.2 AC 性能
        1. 4.4.2.1 SNR の測定
        2. 4.4.2.2 レイテンシ テスト
      3. 4.4.3 PWM 除去
      4. 4.4.4 過電流応答
      5. 4.4.5 隣接電流除去
      6. 4.4.6 電源除去比
      7. 4.4.7 デジタル インターフェイス
  11. 5他社デバイスとの性能比較
    1. 5.1 有効ビット数
    2. 5.2 レイテンシ
    3. 5.3 PWM 除去
  12. 6設計とドキュメントのサポート
    1. 6.1 デザイン ファイル
      1. 6.1.1 回路図
      2. 6.1.2 BOM
      3. 6.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 6.1.3.1 レイアウト プリント
    2. 6.2 ツールとソフトウェア
    3. 6.3 ドキュメントのサポート
    4. 6.4 サポート・リソース
    5. 6.5 商標
  13. 7著者について

3 システム設計理論

TMCS1123 などのホール エフェクト電流センサには、三相インバータでの強化絶縁の電流センシングおよび過電流検出に関して、シャント ベースの設計に比べていくつかの利点があります。シャントおよび絶縁型バイアス電源が不要なため、システム コストと PCB 面積を削減できます。もう 1 つの利点は、600ns という非常に小さいアナログ信号伝搬遅延(TMCS1123) および高速な過電流検出 (<0.5μs) です。この際の過電流スレッショルドは、フルスケール入力電流範囲の最大 2.5 倍にすることができます。

表 3-1 絶縁された半導体による電流センシング設計の簡単な比較
パラメータ TMCS1123 AMC1300 AMC1306M05 AMC23C11
説明 ホール エフェクト センサ 絶縁アンプ 絶縁型変調器 絶縁型コンパレータ
ENOB (標準値) ≤ 10(1) ≤ 11 > 12(2) 該当なし
伝搬遅延 0.6μs 1.7μs 4.8μs(2) 該当なし
インターフェイス アナログ アナログ デジタル デジタル
絶縁型電源の必要性 なし あり あり あり
OC 応答時間 0.1μs 2.4μs 1.2μs(3) 300ns
(1) ENOB は、通常、フルスケール レンジに依存します。表 3-2 を参照してください。
(2) Sinc3 OSR 64 デシメーション フィルタあり
(3) Sinc3 OSR 8 デシメーション フィルタあり

シャント ベースの設計以外では、インパッケージ ホール効果センサの信号対雑音比は、ホール センサのフルスケール電流範囲に応じて決まります。これは、入力換算ノイズ密度がデバイスの感度に依存せず、入力電流範囲にも依存しないためです。表 3-2 に、実効ノイズ帯域幅を推定するために、カットオフ周波数 250kHz、ブリックウォール係数 1.22 として、デバイスのフルスケール範囲にわたって計算した ENOB の概要を示します。

表 3-2 TMCS1123 のデバイス バリエーショに対する概算 ENOB
パラメータ TMCS1123B1A TMCS1123B2A TMCS1123B3A
入力ノイズ密度 170μA/√Hz 170μA/√Hz 170μA/√Hz
FSR (最大) ±66A ±33A ±22A
信号対雑音比 (DC) 57dB 51dB 47dB
ENOB (DC) 9.2 8.2 7.6