JAJU943A August   2024  – December 2024

 

  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 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
      1. 2.1.1 サブシステム
        1. 2.1.1.1 アーク検出チャネル
          1. 2.1.1.1.1 絶縁型電流測定
          2. 2.1.1.1.2 バンドパス フィルタ
          3. 2.1.1.1.3 A/D 変換
          4. 2.1.1.1.4 組込み AI モデルを使用したアーク検出
        2. 2.1.1.2 アーク ラベリング回路
          1. 2.1.1.2.1 絶縁ストリング電圧の測定
          2. 2.1.1.2.2 絶縁型コンパレータによる絶縁型アーク電圧測定
          3. 2.1.1.2.3 高度なラベリング用のウィンドウ コンパレータ
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 電流センサおよび入力段
      2. 2.2.2 アナログ バンドパス フィルタ
      3. 2.2.3 アーク ラベリング回路
        1. 2.2.3.1 ストリング電圧センシング
        2. 2.2.3.2 アーク ギャップ電圧センシング
        3. 2.2.3.3 差動→シングルエンド変換
        4. 2.2.3.4 アーク ラベリング用ウィンドウ コンパレータ
      4. 2.2.4 補助電源
      5. 2.2.5 controlCARD およびデバッグ インターフェイス
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TIEVM-ARC-AFE
      2. 2.3.2 TMDSCNCD28P55X – TMDSCNCD28P55X controlCARD 評価基板
        1. 2.3.2.1 ハードウェアの特長
      3. 2.3.3 OPA4323 – クワッド、5.5V、20MHz、ゼロクロス、低ノイズ (6nV/√Hz) RRIO オペアンプ
      4. 2.3.4 OPA323 – シングル、5.5V、20MHz、ゼロクロス、低ノイズ (6nV/√Hz) RRIO オペアンプ
      5. 2.3.5 AMC3330 – DC/DC 内蔵、±1V 入力、高精度、電圧センシング、強化絶縁型アンプ
      6. 2.3.6 AMC23C11 – 可変閾値電圧、ラッチ機能を有する高速応答、強化絶縁型コンパレータ
  9. 3ハードウェア、テスト要件、およびテスト結果
    1. 3.1 シグナル チェーンの検証
      1. 3.1.1 ハードウェア要件
      2. 3.1.2 テスト構成
      3. 3.1.3 テスト結果
    2. 3.2 アーク テスト
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について
  12. 6改訂履歴

2.2.3.4 アーク ラベリング用ウィンドウ コンパレータ

デュアル チャネルの TLV9022 アンプを使用して、ウィンドウ コンパレータが実装されています。この回路は、AMC23C11 と合わせてアーク ラベリングに使用されます。AMC23C11 はアーク開始時に対する非常に高速な応答を実現しますが、アーク放電後にアークギャップ電圧がまだスレッショルドを上回っているため、デバイスはアーク放電の停止を検出できません。ここで、ウィンドウ コンパレータ回路が役割を果たします。コンパレータは、アーク電圧が下側スレッショルドより大きくなった場合にアークの開始を示し、アーク電圧が上側スレッショルドより大きくなった場合にアークの終了を示すことができます。どちらのスレッショルドも、R3、R42、R48 を使用するストリング電圧を基準にして設定されます。下側スレッショルドは、式 5 で示されます。

式 5. V TH_L = V String × 3 kΩ ( 43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ ) ≈ V String × 0 . 041

上側スレッショルドは、式 6 で示されます。

式 6. V TH_H = V String × ( 27 kΩ + 3 kΩ ) ( 43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ ) ≈ V String × 0 . 41
注: VString は、入力電圧ではなく、差動からシングルエンドへの変換回路の出力です。

これらの式を、ストリング電圧 VString_IN およびアーク ギャップ電圧 VArc_INの実際の入力電圧に適用する場合、2 つのセンシング回路のさまざまな電圧ゲインを考慮に入れる必要があります。

式 7. V ARC_TH_L = V String _ IN × 0 . 0062 0 . 0205 × 3 kΩ ( 43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ ) ≈ V String_IN × 0 . 0124
式 8. V ARC_TH_H = V String _ IN × 0 . 0062 0 . 0205 × ( 27 kΩ + 3 kΩ ) ( 43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ ) ≈ V String_IN × 0 . 124

たとえば、ストリング電圧 VString_IN が 800V の場合、下側スレッショルド VARC_TH_L は約 10V、上側スレッショルド VARC_TH_H は約 100V です。つまり、アーク ギャップ電圧 VArc_IN が 10V～100V の場合、ウィンドウ コンパレータはアークが存在することを示します。

TIDA-010955 アーク ラベリング用ウィンドウ コンパレータ回路の回路図図 2-9 アーク ラベリング用ウィンドウ コンパレータ回路の回路図