KOKY056 E-book

KOKY056 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
머리말
절연 신호 체인 소개
1. 절연 증폭기와 절연 모듈레이터 비교
  1. 요약
  2. 절연 증폭기 소개
  3. 절연 모듈레이터 소개
  4. 절연 증폭기와 절연 모듈레이터 간의 성능 비교
  5. 트랙션 인버터의 절연 모듈레이터
  6. 절연 증폭기 및 모듈레이터 권장 사항
  7. 결론
2. 매우 넓은 연면 및 간극을 지원하는 TI의 첫 번째 절연 증폭기
  1. 애플리케이션 요약
선택 트리
전류 감지
1. 절연 데이터 컨버터를 위한 션트 레지스터 선택
  1. 17
2. 절연 전류 감지에 대한 설계 고려 사항
  1. 19
  2. 결론
  3. 참고 자료
  4. 관련 웹사이트
3. ±50mV 입력 및 단일 종단 출력을 지원하는 절연 전류 감지 회로
  1. 24
4. ±50mV 입력 및 차동 출력을 지원하는 절연 전류 감지 회로
  1. 26
5. ±250mV 입력 범위 및 단일 종단 출력 전압을 지원하는 절연 전류 감지 회로
  1. 설계 목표
  2. 설계 설명
  3. 설계 노트
  4. 설계 단계
  5. 설계 시뮬레이션
  6. DC 시뮬레이션 결과
  7. 폐쇄형 루프 AC 시뮬레이션 결과
  8. 과도 시뮬레이션 결과
  9. 설계 레퍼런스
  10. 주요 절연 증폭기 설계
  11. 대체 절연 증폭기 설계
6. ±250mV 입력 및 차동 출력을 지원하는 절연 전류 측정 회로
  1. 설계 목표
  2. 설계 설명
  3. 설계 노트
  4. 설계 단계
  5. 설계 시뮬레이션
  6. DC 시뮬레이션 결과
  7. 폐쇄형 루프 AC 시뮬레이션 결과
  8. 과도 시뮬레이션 결과
  9. 설계 레퍼런스
  10. 주요 연산 증폭기 설계
  11. 대체 연산 증폭기 설계
7. 절연 과전류 보호 회로
  1. 52
8. 단일 종단 입력 ADC에 차동 출력(절연) 증폭기 인터페이싱
  1. 54
9. AMC3311을 활용하여 절연 감지 및 고장 감지를 위해 AMC23C11에 전원 공급
  1. 애플리케이션 요약
10. 프론트 엔드 게인 단계를 지원하는 절연 전류 감지 회로
  1. 58
11. 절연 션트 및 폐쇄형 루프 전류 감지의 정확도 비교
  1. 60
전압 감지
1. 절연 전압 감지를 통해 전력 변환 및 모터 제어 효율 극대화
  1. 63
  2. 고전압 감지용 솔루션
  3. 집적 레지스터 장치
  4. 단일 종단 출력 장치
  5. 통합 절연 전압 감지 사용 사례
  6. 결론
  7. 추가 리소스
2. 통합 고전압 저항 절연 증폭기 및 모듈레이터로 정확도와 성능 향상
  1. 요약
  2. 머리말
  3. 고전압 저항 절연 증폭기 및 모듈레이터의 장점
    1. 공간 절약
    2. 통합 HV 저항의 온도 및 수명 드리프트 개선
    3. 정확도 결과
    4. 완전 통합 저항기와 추가 외부 저항기의 비교 예시
    5. 장치 선택 트리 및 일반적인 AC/DC 사용 사례
  4. 요약
  5. 참고 자료
3. 전압 감지 애플리케이션을 위한 차동, 단일 종단 고정 게인 및 비율 측정 출력을 지원하는 절연 증폭기
  1. 요약
  2. 머리말
  3. 차동, 단일 종단 고정 게인 및 비율 측정 출력 개요
  4. 애플리케이션 예시
    1. 제품 선택 트리
  5. 요약
  6. 참고 자료
4. ±250mV 입력 및 차동 출력을 사용하는 절연 전압 측정 회로
  1. 93
5. AMC3330을 사용한 라인 간 절연 전압 측정을 위한 분할 탭 연결
  1. 95
6. 절연 증폭기와 의사 차동 입력 SAR ADC를 지원하는 ±12V 전압 감지 회로
  1. 97
7. 절연 증폭기와 차동 입력 SAR ADC를 지원하는 ±12V 전압 감지 회로
  1. 99
8. 절연 부족 전압 및 과전압 감지 회로
  1. 101
9. 절연 제로 크로스 감지 회로
  1. 103
10. 차동 출력을 지원하는 ±480V 절연 전압 감지 회로
  1. 105
EMI 성능
1. 절연 증폭기를 사용한 동급 최고의 방사 방출 EMI 성능
2. AMC3301 제품군 방사 방출 EMI를 감쇠하기 위한 모범 사례
  1. 요약
  2. 머리말
  3. 입력 연결이 AMC3301 제품군 방사 방출에 미치는 영향
  4. AMC3301 제품군 방사 방출 감쇠
    1. 페라이트 비드 및 공통 모드 초크
    2. AMC3301 제품군의 PCB 회로도 및 레이아웃 모범 사례
  5. 여러 AMC3301 장치 사용
    1. 장치 방향
    2. 여러 AMC3301에 대한 PCB 레이아웃 모범 사례
  6. 결론
  7. AMC3301 제품군 표
완제품
1. HEV/EV의 션트 및 홀 기반 절연 전류 감지 솔루션 비교
  1. 128
2. DC 전기차 충전 애플리케이션의 전류 감지를 위한 설계 고려 사항
  1. 요약
  2. 머리말
    1. 전기 자동차용 DC 충전소
    2. 전류 감지 기술 선택 및 동급 모델
      1. 션트 기반 솔루션으로 전류 감지
      2. 감지 기술의 동급 모델
  3. AC/DC 컨버터의 전류 감지
    1. AC/DC의 기본 하드웨어 및 제어 설명
      1. AC 전류 제어 루프
      2. DC 전압 제어 루프
    2. 지점 A 및 B – AC/DC AC 위상 전류 감지
      1.        대역폭의 영향
        
                정상 상태 분석: 기본 및 제로 크로싱 전류
        
                과도 현상 분석: 스텝 전력 및 전압 저하 응답
      2. 지연의 영향
        
        고장 분석: 그리드 단락
      3.        게인 오류의 영향
        
                게인 오류로 인한 AC/DC의 전력 장애
        
                게인 오류로 인한 전력 장애에 대한 AC/DC 응답
      4. 오프셋의 영향
    3. 지점 C 및 D – AC/DC 링크 전류 감지
      1. 대역폭이 피드포워드 성능에 미치는 영향
      2. 지연이 전원 스위치 보호에 미치는 영향
      3. 게인 오류가 전력 측정에 미치는 영향
        
        과도 현상 분석: 지점 D의 피드포워드
      4. 오프셋의 영향
    4. 지점 A, B, C1/2 및 D1/2및 제품 제안의 장점과 단점 요약
  4. DC/DC 컨버터의 전류 감지
    1. 위상 변이 제어를 사용하는 절연 DC/DC 컨버터의 기본 작동 원리
    2. 지점 E, F-DC/DC 전류 감지
      1. 대역폭의 영향
      2. 게인 오류의 영향
      3. 오프셋 오류의 영향
    3. 지점 G - DC/DC 탱크 전류 감지
    4. 감지 지점 E, F, G 및 제품 제안 요약
  5. 결론
  6. 참고 자료
3. 전기 모터 드라이브의 오류 감지를 위해 절연 콤퍼레이터 사용
4. 모터 드라이브의 옵토 호환 절연 게이트 드라이버 UCC23513용 개별 DESAT
  1. 요약
  2. 머리말
  3. DESAT가 통합된 절연 게이트 드라이버의 시스템 과제
  4. UCC23513 및 AMC23C11을 통한 시스템 접근 방식
    1. 시스템 개요 및 주요 사양
    2. 회로도 설계
      1. 회로도
      2. VCE(DESAT) 임계값과 DESAT 바이어스 전류 구성
      3. DESAT블랭킹 시간
      4. DESAT 디글리치 필터
    3. 레퍼런스 PCB 레이아웃
  5. 시뮬레이션 및 테스트 결과
    1. 시뮬레이션 회로 및 결과
      1. 시뮬레이션 회로
      2. 시뮬레이션 결과
    2. 3상 IGBT 인버터를 사용한 테스트 결과
      1. 브레이크 IGBT 테스트
      2. 위상 간 단락이 발생한 3상 인버터에 대한 테스트 결과
  6. 요약
  7. 참고 자료
5. AC 모터 드라이브의 절연 전압 감지
  1. 머리말
  2. 결론
  3. 참고 자료
6. 서버 PSU에서 고성능 절연 전류 및 전압 감지 달성
  1. 애플리케이션 요약
추가 레퍼런스 디자인/회로
1. 절연 증폭기를 위한 부트스트랩 충전 펌프 전원 공급 장치 설계
  1. 요약
  2. 머리말
  3. 부트스트랩 전원 공급 장치 설계
    1. 충전 펌프 커패시터 선택
    2. TINA-TI에서 시뮬레이션
    3. AMC1311-Q1을 사용한 하드웨어 테스트
  4. 요약
  5. 참조
2. MCU로의 절연 모듈레이터 디지털 인터페이스를 사용한 클록 에지 지연 보상
  1. 요약
  2. 머리말
  3. 디지털 인터페이스 타이밍 사양의 설계 과제
  4. 클록 에지 지연 보상을 사용한 디자인 접근 방식
  5. 테스트 및 검증
  6. 결론
  7. 참고 자료
3. AMC3311을 활용하여 절연 감지 및 고장 감지를 위해 AMC23C11에 전원 공급
  1. 애플리케이션 요약

시스템 개요 및 주요 사양

그림 120에는 제안된 회로의 간소화된 블록 다이어그램이 나와 있습니다. 여기서는 IGBT를 전원 스위치로 사용하며 이 설계는 약간의 변경 사항이 있는 전력 MOSFET에도 적합합니다.

그림 120 간소화된 시스템 블록 다이어그램

NAND 게이트는 PWM 입력이 높을 때만 V_CE를 모니터링하는 기능을 실현하는 데 사용됩니다. 감지된 V_CE가 DESAT 임계값 VREF를 초과하면 칩이 게이트 드라이버 입력을 비활성화합니다. 표 16에는 애플리케이션 회로의 주요 매개 변수가 나와 있습니다.

표 16 설계의 주요 시스템 매개 변수

매개 변수	값	설명
강화 절연 게이트 드라이버	UCC23513 또는 UCC23511⁽¹⁾	6핀 DWY(SO-6) 패키지, 그림 2-1 참조. 8V UVLO를 지원하는 B 버전.
절연 게이트 드라이버, VDD	+15V(IGBT), +12V(FET)	단극 공급
DESAT V_CE임계값 전압, V_CE(DESAT)	8.0 V	구성 가능. 섹션 3.2.2를 참조하세요.
DESAT 바이어스 전류, i_BIAS(DESAT)	5.5 mA	구성 가능. 섹션 3.2.2를 참조하세요.
DESAT 블랭킹 필터 시간 상수, t_BLANK	0.8μs	V_CE(SAT)=12.5V에 유효. 구성 가능. 섹션 3.2.3의 방정식 8 및 표 3-2를 참조하세요.
DESAT 디글리치 필터 지연, t_DEGLITCH	0.2μs	구성 가능. 섹션 3.2.3의 방정식 10을 참조하세요.
리셋 기능이 있는 DESAT 래치	지원	비활성화할 수 있습니다.
DESAT 반응 시간⁽²⁾	약 1.1μs~1.6μs	기본 구성입니다. 테스트 결과를 참조하세요.
커넥터가 없는 PCB 크기	26 mm x 8.4 mm

주: (1) UCC23511은 UCC23513과 동일한 패키지의 1.5A 소스, 2A 싱크 장치입니다.

(2) 보호 프로세스에 대한 명확하고 간단한 설명을 위해 이 애플리케이션 노트에서 감지된 전원 스위치의 전류가 설정된 트리거 레벨까지 DESAT 보호로 인해 전류가 떨어지기 시작하는 지점까지의 기간 동안 'ESAT 반응 시간'을 사용합니다.

UCC2351x 시리즈를 사용하여 IGBT, SiC 또는 MOSFET의 전력 스위치를 구동할 수 있습니다. UCC23511 및 UCC23513 모두 8.5mm 이상의 연면 및 간극으로 7.50mm x 4.68mm 바디 크기의 확장 SO-6 패키지로 제공됩니다. 두 장치는 표준 옵토커플러 기반 게이트 드라이버보다 상당한 성능과 안정성 업그레이드를 제공하는 동시에 핀 대 핀 호환성을 유지합니다. 이러한 성능 이점에는 높은 CMTI, 낮은 전파 지연, 작은 펄스 폭 왜곡이 포함됩니다. 입력 스테이지는 기존의 LED 대비 장기적인 안정성과 탁월한 노화 특성을 제공하는 에뮬레이트된 다이오드(e다이오드)입니다.

AMC23C11 절연 비교기는 바디 크기가 5.85mm × 7.50mm인 8핀 와이드 바디 SOIC 패키지로 제공됩니다. 이 장치는 VIN 핀의 입력 전압을 20mV에서 2V까지 조정 가능한 임계값과 비교하며 내부 100μA 레퍼런스 전류 및 외부 저항으로 설정됩니다. 입력 전압 VIN이 레퍼런스 값 VREF보다 높으면 오픈 드레인 출력은 능동적으로 낮은 전압으로 끌어내립니다. VIN이 트립 임계값 아래로 떨어지면 래치 핀에 의해 장치의 동작이 결정됩니다.

래치 핀을 로우로 잡아당기면 장치가 투명 모드로 설정되기 때문에 출력 상태가 변경되고 트립 임계값에 따라 입력 신호를 따릅니다.
래치 핀을 하이로 잡아당기면 장치가 래치 모드로 설정됩니다. 범위를 벗어난 상태가 감지되면, 이 래치를 해제하기 위해 래치 핀이 최소 4μs 이상 낮게 당겨질 때까지 아웃 핀이 로우로 당겨지고 래치됩니다.

AMC23C11의 절연 장벽은 자기 간섭에 대한 저항력이 높고 최대 5kV_RMS의 강화된 갈바닉 절연을 제공하는 것으로 인증되었습니다.