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

PE 喪失検出

多くのシステムでは、PE と絶縁監視デバイスの接続のテストが必須です。その理由は、PE 接続が失われた場合、スイッチイン測定分岐を流れる電流がなく、AMC3330 の入力に電圧が印加されないためです。これは、無限の絶縁抵抗と解釈され、図 2-12 に示すように絶縁のブレークダウンが検出できなくなります。

GUID-20221013-SS0I-P5LC-CH8T-B6CHTKGQ0M1N-low.svg GUID-20221013-SS0I-QVJG-PDLW-LXB6GBRX3GT9-low.svg図 2-12 PE 接続喪失の問題

接続の喪失を避けるため、PE 接続の喪失を検出する方法を実装します。

図 2-13 に示すように、低 MΩ 範囲で DC+ と PE および DC– と PE 間に既知の 2 つの抵抗を追加することで、このような方法を実装できます。

注: これらの追加抵抗は、PE と個別に接続する必要があります。
GUID-20221013-SS0I-QVSJ-TFJC-BXZ59WFB5CBF-low.svg GUID-20221013-SS0I-SQKW-B9NN-ZMQ7BVWJZ5HP-low.svg図 2-13 PE の損失を検出するため抵抗を追加した等価回路

これらの抵抗は、寄生絶縁抵抗と並列に配置されているため、絶縁抵抗の上限値が制限されます。絶縁抵抗が固定されているため、AMC3330 の入力電圧は、PE 接続が有効な場合にのみ特定の値を下回ることができます。

DC+ から PE へ、および DC- から PE への追加抵抗により、残りの絶縁抵抗の計算をそれに応じて調整する必要があります。RisoN および RisoP の元の式 13 および式 14 を使用して RisoP || RPE,P および RisoN || RPE,N の並列抵抗を計算できるようになりました。RisoN および RisoP の値は、式 21 および式 21 を使用して計算できます。

式 21. RisoN =RPE,N × (RisoN||RPE,N)(RPE,N - (RisoN||RPE,N))
式 22. R isoP   = R PE , P   x   ( R isoP | | R PE , P ) ( R PE , P   -   ( R isoP | | R PE , P ) )

DC ラインと PE の間に永続的に高抵抗値の抵抗を接続できない場合は、別のペアの TPSI2140 絶縁スイッチを追加することもできます。この場合、PE 喪失の検出のため追加の抵抗を切断することもできます。