JAJY148 e-Book（PDF）

JAJY148 December 2024 AMC0106M05 , AMC0106M25 , AMC0136 , AMC0311D , AMC0311S , AMC0386 , AMC0386-Q1 , AMC1100 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1202 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302-Q1 , AMC1303M2510 , AMC1304L25 , AMC1304M25 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1350-Q1 , AMC23C12 , AMC3301 , AMC3330 , AMC3330-Q1

1
はじめに
絶縁型シグナルチェーンの紹介
1. 絶縁型アンプと絶縁型変調器の比較
  1. 概要
  2. 絶縁型アンプの概要
  3. 絶縁型変調器の概要
  4. 絶縁型アンプと絶縁型変調器の性能比較
  5. トラクションインバータにおける絶縁型変調器
  6. 推奨する絶縁型アンプおよび変調器
  7. まとめ
2. TI 初の超広範囲の沿面距離と空間距離に対応した絶縁型アンプ
  1. アプリケーションブリーフ
選択ツリー
電流検出
1. 絶縁型データコンバータのシャント抵抗の選択
  1. 17
2. 絶縁型電流センシングの設計上の考慮事項
  1. 19
  2. まとめ
  3. 参考資料
  4. 関連ウェブサイト
3. ±50mV 入力およびシングルエンド出力を備えた絶縁型電流センシング回路
  1. 24
4. ±50mV 入力および差動出力を備えた絶縁型電流検出回路
  1. 26
5. ±250mV の入力範囲、シングルエンド出力電圧の絶縁型電流センシング回路
  1. 設計目標
  2. 設計の説明
  3. デザインノート
  4. 設計手順
  5. 設計シミュレーション
  6. DC シミュレーション結果
  7. 閉ループの AC シミュレーション結果
  8. 過渡シミュレーション結果
  9. 設計の参照資料
  10. 設計に使用されている絶縁型アンプ
  11. 代替絶縁型アンプの設計
6. ±250mV 入力および差動出力の絶縁型電流測定回路
  1. 設計目標
  2. 設計の説明
  3. デザインノート
  4. 設計手順
  5. 設計シミュレーション
  6. DC シミュレーション結果
  7. 閉ループの AC シミュレーション結果
  8. 過渡シミュレーション結果
  9. 設計の参照資料
  10. 設計に使用されているオペアンプ
  11. 設計の代替オペアンプ
7. 絶縁型過電流保護回路
  1. 52
8. 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
  1. 54
9. AMC3311 を使用して、AMC23C11 に絶縁型センシングとフォルト検出用の電力供給を行う
  1. アプリケーションブリーフ
10. フロントエンドゲイン段を備えた絶縁型電流センシング回路
  1. 58
11. 絶縁型シャント電流検出と閉ループ電流検出の精度の比較
  1. 60
電圧検出
EMI 性能
1. 絶縁型アンプによるクラス最高の放射エミッション EMI 性能
2. AMC3301 ファミリの放射エミッション EMI を減衰させるためのベストプラクティス
最終製品
その他のリファレンスデザイン / 回路

設計手順

入力電流範囲と絶縁アンプの固定ゲインがある場合、伝達方程式を決定します。
$V_{O U T} = I_{i n} \times R_{s h u n t} \times 8.2$
最大シャント抵抗値を決定します。
$R_{S H U N T} = \frac{V_{i n M a x}}{I_{i n M a x}} = \frac{250 m V}{10 A} = 25 m Ω$
シャント抵抗の最小消費電力を決定します。
$P o w e r R_{S H U N T} = {I_{i n M a x}}^{2} \times R_{S H U N T} = 100 A \times . 025 Ω = 2.5 W$
3.3V ADC と接続する場合、AMC3301 と TLV9002 の両方が 3.3V の電源電圧で動作するため、単一電源を使用できます。
TLV9002 のチャネル 1 を使用して、チャネル 2 のシングルエンド出力の同相電圧 1.65V を設定します。3.3V 電源の場合、単純な分圧抵抗を使用して 3.3V を 1.65V に分圧できます。R2 に 1kΩ を使用するなら、R1 は次の式で計算できます。
$R_{1} = \frac{V_{D D} \times R_{2}}{V_{C M}} - R_{2} = \frac{5 V \times 1000 Ω}{2.5 V} - 1000 Ω = 1000 Ω$
TLV9002 はレールツーレールのオペアンプです。ただし、TLV9002 の出力は、電源レールから最大 55mV までスイングします。この要件を満たすには、シングルエンド出力は 55mV～3.245V (3.19Vpk-pk) の範囲でスイングする必要があります。
AMC3301 の V_OUTP および V_OUTN 出力は 2.05Vpk-pk で、180 度の位相差があり、同相電圧は 1.44V です。したがって、差動出力は ±2.05V または 4.1Vpk-pk です。
TLV9002 の出力制限内に維持するには、AMC3301 の出力を 3.19/4.1 の係数で減衰させる必要があります。R₃ = R₄、R₅ = R₆ の場合、R₅ と R₆ の計算には、次に示す差動からシングルエンドのへ段の伝達関数を使用できます。
$V_{O U T_T L V} = (V_{O U T P} - V_{O U T N}) \times (\frac{R_{5,6}}{R_{3,4}}) + V_{C M}$
前に計算した TLV9002 の出力スイングを使用し、R₃ と R₄ を 10kΩ に選択すると、R₅ と R₆ は次の式で 7.78kΩ と計算できます。
$3.245 = (2.465 V - 415 m V) \times (\frac{R_{5,6}}{10 k Ω}) + 1.65$
標準の 0.1% 抵抗値では、7.77kΩ を使用できます。これにより、TLV9002 の制限範囲内で最大の出力スイングが得られます。
コンデンサ C1 および C2 は、抵抗 R5 および R6 と並列に配置され、高周波成分を制限します。R₅ = R₆ かつ C₁ = C₂ のとき、カットオフ周波数は次の式で計算できます。
$f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times R_{5,6} \times C_{1,2}}$
C1 = C2 = 1nF、R5 = R6 = 7780Ω のとき、カットオフ周波数は 20.45kHz と計算できます。
$f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times 7780 Ω \times 1 n F} = 20.45 k H z$