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.   1
  2.   머리말
  3.   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
  4.   선택 트리
  5.   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
  6.   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
        1.       차동 출력을 지원하는 절연 증폭기
        2.       단일 종단, 고정 게인 출력을 지원하는 절연 증폭기
        3.       단일 종단, 비율 측정 출력을 지원하는 절연 증폭기
      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
  7.   EMI 성능
    1.     절연 증폭기를 사용한 동급 최고의 방사 방출 EMI 성능
      1.      절연 증폭기를 사용한 동급 최고의 방사 방출 EMI 성능
      2.      머리말
      3.      텍사스 인스트루먼트 절연 증폭기 현재 세대의 방사 방출 성능
      4.      텍사스 인스트루먼트 절연 증폭기 이전 세대의 방사 방출 성능
      5.      결론
      6.      참고 자료
    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
  8.   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
            1.         정상 상태 분석: 기본 및 제로 크로싱 전류
            2.         과도 현상 분석: 스텝 전력 및 전압 저하 응답
          2.        지연의 영향
            1.         고장 분석: 그리드 단락
          3.        게인 오류의 영향
            1.         게인 오류로 인한 AC/DC의 전력 장애
            2.         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
            1.         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
      1.      머리말
      2.      전기 모터 드라이브 소개
      3.      전기 모터 드라이브의 고장 이벤트 이해
      4.      전기 모터 드라이브에서 안정적인 감지 및 보호 달성
      5.      활용 사례 1: 양방향 위상 내 과전류 감지
      6.      활용 사례 2: DC+ 과전류 감지
      7.      활용 사례 3: DC – 과전류 또는 단락 감지
      8.      활용 사례 4: DC 링크(DC+에서 DC–) 과전압 및 부족 전압 감지
      9.      활용 사례 5: IGBT 모듈 과열 감지
    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
  9.   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
        1.       소프트웨어 구성 가능 위상 지연을 사용한 클록 신호 보상
        2.       하드웨어 구성 가능 위상 지연을 사용한 클록 신호 보상
        3.       클록 반환을 통한 클록 신호 보상
        4.       MCU에서 클록 반전에 의한 클록 신호 보상
      5.      테스트 및 검증
        1.       테스트 장비 및 소프트웨어
        2.       소프트웨어 구성 가능 위상 지연을 사용한 클록 신호 보상 테스트
          1.        테스트 설정
          2.        테스트 측정 결과
        3.       MCU에서 클록 반전에 의한 클록 신호 보상 테스트
          1.        테스트 설정
          2.        테스트 측정 결과
            1.         테스트 결과 – GPIO123에서 클럭 입력의 클럭 반전 없음
            2.         테스트 결과 – GPIO123에서 클록 입력의 클록 반전
        4.       계산 툴을 사용한 디지털 인터페이스 타이밍 검증
          1.        보상 방법 없는 디지털 인터페이스
          2.        일반적으로 사용되는 방법 - 클록 주파수 줄이기
          3.        소프트웨어 구성 가능 위상 지연을 사용한 클록 에지 보상
      6.      결론
      7.      참고 자료
    3.     AMC3311을 활용하여 절연 감지 및 고장 감지를 위해 AMC23C11에 전원 공급
      1.      애플리케이션 요약

애플리케이션 요약

모터 드라이브, 태양광 및 풍력 전력 인버터와 같은 여러 산업용 시스템과 트랙션 인버터와 같은 차량용 시스템은 높은 공통 모드 전압에서 정확한 전압 및 전류 측정을 필요로 합니다. 이러한 시스템의 작동 전압은 출력 전력과 전반적인 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있도록 점점 더 높아지고 있습니다. DC 버스 전압이 높으면 전류 수준을 늘리지 않고도 더 높은 정격 전력을 유지할 수 있어, 구리 비용은 동일하게 유지할 수 있습니다. 이렇게 하면 생성되는 에너지의 단위당 비용을 줄일 수 있습니다. 높은 전압의 또 다른 보너스는 높은 전압으로 총 전력 출력이 높아질 수 있지만 전류가 변하지 않을 경우 전도 손실도 동일하게 유지되기 때문에 효율성이 높아집니다.

광발전 시스템(PV)에서는 작동 전압 증가에 따른 이점을 얻기 위해 설계를 1000V DC 전압에서 1500V DC 전압으로 업그레이드하는 추세가 있습니다. 광발전 시스템의 IEC 62109-2와 같은 규제 안전 표준은 전압 증가와 관련된 잠재적인 전기 위험을 해결하기 위한 것입니다.

MD(모터 드라이브) 시스템에서 IEC61800-5-1은 잠재적 전기 위험을 해결하는 데 사용됩니다. 690VAC와 같은 더 높은 전압 그리드는 고전력 애플리케이션에 설치하고 작동할 때 더 비용 효율적이므로 고전력 산업 환경에서 흔히 볼 수 있습니다.

산업 및 전문가용 용접 장비의 경우 IEC 60974-1은 감전으로부터 보호하기 위한 공급 및 용접 회로의 안전 및 성능 요구 사항을 명시합니다.

전기 자동차(EV)에서는 전기 자동차 배터리 전압을 높이고 시스템 무게를 줄이고, 충전 시간을 줄이고, 범위를 늘리는 강력한 트렌드가 있습니다.

높은 연면 및 높은 간극 제품에 대한 요구

엔지니어는 이러한 시스템을 설계하는 동안 관련 규제 안전 표준과 작동 및 과도 전압, 오염도 및 고도와 같은 여러 요구 사항을 고려하여 최소 연면 및 간극 요구 사항을 정의해야 합니다.

대부분의 강화 절연 증폭기는 9mm 미만의 간극 및 연면 사양을 갖춘 SOIC 패키지로 제공됩니다. 개선되고 더 넓은 패키지는 패키지 표면과 핀 사이의 공기를 통한 아크의 저하를 방지하여 절연 품질을 보장합니다. 작동 전압이 1000VRMS 이상이고 임펄스 전압이 8000V 이상인 시스템, 고도가 2000m 이상이거나 오염 등급 2 이상용으로 설계된 시스템은 설계된 시스템의 과전압 범주에 따라 간극 및 연면 거리가 9mm를 초과해야 할 수 있습니다.

스트레치드 SOIC(DWL) 패키지의 AMC1411 및 AMC1400 소개

텍사스 인스트루먼트는 높은 연면 및 간극에 대한 요구 사항을 해결하기 위해 고성능 강화 절연 증폭기 제품군인AMC1411(그림 5) 및 AMC1400(그림 6)을 출시했습니다.

AMC1411을 지원하는 절연 전압 감지그림 5 AMC1411을 지원하는 절연 전압 감지
AMC1400을 지원하는 절연 전류 감지그림 6 AMC1400을 지원하는 절연 전류 감지

이러한 제품은 14.7mm 이상의 간극 및 15.7mm 이상의 연면과 함께 제공되는 스트레치드 SOIC(DWL) 패키지(그림 7)로제공되며 고전압, 고고도 및 고공해 환경에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다.

DWL 패키지, 8핀 SOIC그림 7 DWL 패키지, 8핀 SOIC

AMC1411 및 AMC1400은 UL1577(VISO)당 1분 동안 DIN VDE V 0884-11(VIOTM) 및 7500VRMS 절연에 따라 10600VPK 강화 절연을 제공합니다. 100kV/µs의 높은 절연 전압 등급과 높은 CMTI(공통 모드 과도 내성)는 혹독한 산업용 및 차량용 환경에서도 안정적이고 정확한 작동을 보장합니다.

0-2V 입력 전압 범위, 높은 입력 임피던스, 낮은 입력 바이어스 전류, 탁월한 정확도, 낮은 온도 드리프트를 제공하는 AMC1411은 절연 전압 감지를 위한 고성능 솔루션입니다.

±250mV 입력 전압 범위, 매우 낮은 비선형성 및 온도 드리프트를 제공하는 AMC1400은 절연 션트 기반 전류 감지를 위한 고성능 솔루션입니다.

모터 드라이브의 AMC1411 및 AMC1400

그림 8에서는 AMC1411을 사용하여 DC 링크 전압 및 AMC1400을 사용하여 위상당 위상 모터 전류를 모니터링하는 3상 모터 드라이브 애플리케이션을 보여줍니다.

모터 드라이브의 AMC1411 및 AMC1400그림 8 모터 드라이브의 AMC1411 및 AMC1400

AMC1411은 고임피던스 저항 분할기의 아래쪽 저항에 걸쳐 약 2V 수준으로 나누는 DC 링크 전압을 측정하는 데 사용됩니다. AMC1411의 출력은 입력 전압과 동일한 값의 차동 아날로그 출력 전압이지만, 강화 절연 장벽을 통해 고압에서 갈바닉 방식으로 절연됩니다.

AMC1400은 모터에 대한 위상 내 션트 전체의 전압 강하를 감지하여 페이즈 모터 전류를 측정하는 데 사용됩니다.