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

완전 통합 저항기와 추가 외부 저항기의 비교 예시

정확한 전압 측정과 온도에 따른 성능은 온보드 충전기(OBC) 분야에서 매우 중요합니다. 오랜 기간 사용한 뒤에도 배터리가 완전히 충전되려면 배터리 완전 충전 상태에 도달해야 합니다. 따라서 정확도 향상과 낮은 수명 드리프트는 시스템의 지속적인 성공과 직결됩니다. 이 원칙은 기타 HEV, 에너지 인프라 및 모터 드라이브 분야에도 확대 적용됩니다.

일부 응용 분야의 경우, 내부 저항 분할기의 게인을 수동으로 조정하기 위해 외부 저항을 추가하는 방안을 대안으로 고려할 수 있습니다. 이는 가능한 방안이지만, 통합 저항 장치를 사용할 때 사실상 제거되는 온도 드리프트와 게인 오류가 다시 발생한다는 점을 유의해야 합니다. 통합 저항을 사용하면 HV 및 LV 저항의 게인 드리프트가 같은 방향으로 드리프트할 수 있고, 온도 변화에도 안정적으로 유지되어, 실질적으로 측정되지 않는 수준이 됩니다. 외부 저항기 REXT를 도입하면, 극단적인 경우 내부 저항과 REXT의 게인 드리프트가 서로 반대 방향으로 이동하여 시스템에 부차적인 오류를 발생시킬 수 있습니다. 예를 들어 사용자가 1,000V 장치에서 1,200V를 감지하고자 하는 경우, 해당 사용자는 다음과 같은 데모를 고려하는 것이 좋습니다.

게인 오류 저항 분할기 변형 회로도그림 43 게인 오류 저항 분할기 변형 회로도

케이스 1: 1,000V 장치에서 1,000V 감지(AMC0381R10):

1,000V 장치의 경우: RHV = 12.5MΩ, RSNS = 12.5kΩ

통합 저항기 오차는 ±20%입니다. HV 및 LV 저항(RHV, RSNS)이 모두 같은 방향으로 드리프트합니다.

SNSP 핀의 공칭 저항 분할기 전압:

방정식 14. V N O M   =   V P E A K × R S N S R H V + R S N S  
방정식 15. V N O M   =   1000 V × 12 . 5 k Ω 12 . 5 M Ω + 12 . 5 k Ω   =   0 . 999 V

SNSP 핀의 최대 저항 분할기 전압:

방정식 16. V M A X   =   V P E A K × R S N S + 20 % R H V + 20 % + R S N S + 20 %  
방정식 17. V M A X =   1000 V × 15 . 0 k Ω 15 . 0 M Ω + 15 . 0 k Ω   =   0 . 999 V

게인 오류 출력 환산:

방정식 18. V G A I N   E R R O R   O U T P U T   =   ( V M A X - V N O M ) × V O U T P U T
방정식 19. V G A I N   E R R O R   O U T P U T   =   ( 0 . 999 V - 0 . 999 V ) × 2 V   =   0 V
방정식 20. G a i n   E r r o r   %   =   V M A X - V N O M V N O M × 100
방정식 21. G a i n   E r r o r   %   =   0 . 999 V - 0 . 999 V 0 . 999 V × 100   =   0 %

최대 눈금 입력 범위를 극대화하지 않으면 오프셋 오류가 최대 눈금 오류의 더 많은 부분을 차지할 수 있습니다. 자세한 내용은 절연 전압 감지 계산기를 참조하십시오.

케이스 2: 1,000V 장치를 사용해 1,200V 감지(AMC0381R10):

1,000V 장치의 경우: RHV = 12.5MΩ, RSNS = 12.5kΩ

이 설계에는 SNSP부터 AGND까지 외부 저항(REXT)을 포함해야 합니다. 이로 인해 시스템에 부차적인 오류가 발생할 수 있으므로, 이 방법은 권장되지 않습니다. 장치의 최대 정격 절대값을 초과하면 안 됩니다.

방정식 22. R E X T ∥ 12 . 5 k Ω 12 . 5 M Ω +   R E X T ∥ 12 . 5 k Ω   =   1 1200
방정식 23. R E X T =   62 . 8 k Ω

통합 저항의 오차는 ±20%이고 외부 저항의 오차는 0.1%입니다. 극단적인 경우, REXT가 RHV 및 RSNS와 반대 방향으로 드리프트할 수 있습니다.

SNSP 핀에 외부 저항이 연결된 상태의 공칭 저항 분할기 전압:

방정식 24. V N O M   =   V P E A K × R S N S ∥ R E X T R H V + R S N S ∥ R E X T  
방정식 25. R S N S ∥ R E X T   =   12 . 5 k Ω × 62 . 8 k Ω 12 . 5 k Ω + 62 . 8 k Ω   =   10 . 4 k Ω
방정식 26. V N O M   =   1200 V × 10 . 4 k Ω 12 . 5 M Ω + 10 . 4 k Ω   =   1 . 00 V

SNSP 핀에 외부 저항이 연결된 상태의 최대 저항 분할기 전압:

방정식 27. V M A X   =   V P E A K × R S N S - 20 % ∥ R E X T + 0 . 1 % R H V - 20 % + R S N S - 20 % ∥ R E X T + 0 . 1 %  
방정식 28. R S N S - 20 % ∥ R E X T + 0 . 1 %   =   10 . 0 k Ω × 62 . 9 k Ω 10 . 0 k Ω + 62 . 9 k Ω   =   8 . 63 k Ω
방정식 29. V M A X =   1200 V × 8 . 63 k Ω 10 . 0 M Ω + 8 . 63 k Ω   =   1 . 03 V
게인 오류 출력 환산:
방정식 30. V G A I N   E R R O R   O U T P U T   =   ( 1 . 03 V - 1 . 00 V ) × 2 V   =   0 . 069 V
방정식 31. G a i n   E r r o r   %   =   1 . 03 V - 1 . 00 V 1 . 00 V × 100   =   3 . 44 %

통합 저항 장치를 그대로 사용할 경우 측정 가능한 게인 드리프트가 발생하지 않습니다. 이러한 장치의 게인을 수동으로 조정하기 위해 외부 저항을 추가하면 전체 시스템 오류에 최대 3.44%의 게인 드리프트 오류가 추가로 발생할 수 있으므로, 이 방법은 권장하지 않습니다.