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

2.3.2.2 高電圧測定

絶縁リーク電流と絶縁バリア抵抗を計算するには、高いバス電圧値が必要です。バス電圧監視は絶縁監視 AFE のオプション機能であり、低電圧分配システムの場合と同様、ループ補償機能のためにバス電圧が監視されます。絶縁監視機能がスタンドアロン設計ではなく、アナログ・フロント・エンドが電力変換段またはシステムの中央ユニットに統合されている場合、バス電圧監視機能を複製する必要はありません。

TIDA-01541 などのリファレンス・デザインでは、テキサス・インスツルメンツの絶縁型アンプを使用してこれらの測定を行います。新しい AMC3330 は、HV 測定用に特別に設計されています。このデバイスは、強化絶縁、高入力インピーダンス、2V 入力範囲、内蔵 DC/DC を実現し、高温側の外部電源を回避するためです。

図 2-11 に示すように、RinAMC,DC (R47) 監視抵抗は、高抵抗値の分圧器ネットワーク (R34、R35、R36、R37、R38、 R39、R41、R42、R43) に対して直列に配置されています。電圧測定は、AMC3330 のフローティング・グランドを使用して行います。AMC3330 は ±1V の双方向信号を測定できます。EVSE およびソーラー・ストリング・インバータでは、バス電圧は正の範囲のみです。したがって、AMC3330 の使用可能範囲は +1V です。シャント抵抗の電圧降下が最大バス電圧で 1V 以下になるように、分圧器ネットワークを選択する必要があります。TLV6001 デバイスは、信号範囲を増幅し、シングルエンド出力を MCU またはロジック・インターフェイスに供給するために使用されます。詳細については、セクション 2.3.2.1 を参照してください。

式 20 は、バイアス電流またはオフセット電圧の影響を考慮しない単純な式であり、測定値の偏差につながる可能性があります。

式 20. H V B u s = V O u t , DC ( T L V 6001 ) × ( R 番目 , DC + R inAMC , DC ) R inAMC , DC × Gain AMC 3330 × G a i n Dif 2 Sing , DC

ここで、

  • VOut,DC(TLV6001) は、バス電圧測定パス内の TLV6001 の出力から ADC または関連デバイスによって測定される出力電圧です
  • RST,DC は、直列抵抗の正から負のバス電圧の合計です
  • GainAMC3330 は、AMC3330 内部回路のゲインです
  • GainDif2Sing,DC は TLV6001 回路の外部抵抗によって設定されるゲインです
GUID-20220401-SS0I-DWW6-27MG-GFZ5TF9PMNZN-low.png図 2-11 回路図高電圧バス監視

AC 非接地システムの絶縁監視を可能にするため、このリファレンス・デザインは、REF2033 Vref/2 を同相電圧として差動→シングルエンド変換にもらたすオプションを提供します。したがって、AC ライン・システムで評価を行う場合、ジャンパを使用して設計を同相電圧にシフトアップし、ADC の入力側に波形の負の側を配置できます。ユーザーは、それに従って同相電圧リファレンス・ジャンパと抵抗のゲインを変更することで、AC システムで評価を行うことができます。