JAJU825C december   2022  – june 2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  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 絶縁監視
    2. 1.2 寄生絶縁容量の影響
    3. 1.3 産業用低電圧配電システムの IEC 61557-8 標準
    4. 1.4 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 主な使用製品
      1. 2.2.1 TPSI2140
      2. 2.2.2 AMC3330
      3. 2.2.3 TPS7A24
      4. 2.2.4 REF2033
      5. 2.2.5 TLV6001
    3. 2.3 設計上の考慮事項
      1. 2.3.1 抵抗式ブリッジ
      2. 2.3.2 絶縁型アナログ・シグナル・チェーン
        1. 2.3.2.1 差動→シングルエンド変換
        2. 2.3.2.2 高電圧測定
        3. 2.3.2.3 シグナル・チェーン・エラー解析
      3. 2.3.3 PE 喪失検出
      4. 2.3.4 AC ラインの絶縁監視
      5. 2.3.5 PCB レイアウトに関する推奨事項
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件
      1. 3.1.1 コネクタ
      2. 3.1.2 デフォルトのジャンパ設定
      3. 3.1.3 前提条件
    2. 3.2 ソフトウェア要件
    3. 3.3 ソフトウェア
    4. 3.4 テスト構成
    5. 3.5 テスト結果
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 設計ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ドキュメントのサポート
    3. 4.3 サポート・リソース
    4. 4.4 商標
  11. 5著者について
  12. 6Revision History

2.3.2.1 差動→シングルエンド変換

すでに説明したように、絶縁バリアをまたぐ AMC3330 を使用して絶縁電圧を監視します。AMC3330 の出力は完全差動アナログ信号で、1.44V の同相電圧を中心とする OUTP ピンおよび OUTN ピンで構成され、スタンドアロンの A/D コンバータ (ADC) に直接供給できます。


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図 2-9 AMC3330 の出力動作

MSP430 および C2000 プロセッサ・ファミリには、シングルエンド入力 ADC が組み込まれています。図 2-10 に示す差動→シングルエンド・アンプ出力段を追加すると、AMC3330 の出力範囲全体を 3.3V の範囲に変換できます。この範囲は、シングルエンドの組込み ADC 向けに設計されています。信号範囲は増幅され、同相電圧は、REF2033 から供給される 1.65V を使用して ADC 範囲の半分に設定されます。


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図 2-10 差動→シングルエンド変換 – 出力 AMC3330

R1 = R4 および R2 = R3の場合、式 19 は、差動→シングルエンド変換の動作を表します。

式 19. V out = V outP × R 4 R 3 - V outN × R 1 R 2 + V ref

コスト重視システム向けの TLV6001 オペアンプはこの目的で使用しています。テキサス・インスツルメンツの絶縁型アンプ・ファミリのシングルエンドへの差動出力変換の詳細については、『差動出力 (絶縁型) アンプからシングルエンド入力 ADC への接続』アプリケーション・ブリーフを参照してください。

AMC3330 の最大出力電圧スイングは ±2V です。これは、0V～3.3V のシングルエンド信号に変換する必要があります。したがって、R1/R2 と R4/R3 の比で 0.825 のゲインを設定します。同相電圧 1.65V は、REF2033 電圧リファレンスの Vref/2 出力で設定されます。