1 应用简报

引言

故障检测对于电机驱动器、伺服驱动器、车载充电器 (OBC)、串式逆变器和微型逆变器等应用至关重要。通过隔离栅将高压域和低压域分隔开，使系统能够在不同的共模电压下运行。高压域执行功能，而低压域控制设备。这既可以防止对低压电路造成电气损坏，也可以防止对用户造成伤害。以高共模电压运行时，需要检测过压等故障。本文档重点介绍了 AMC3311 如何提供来自 HLDO_OUT 的高侧电源电流来为 AMC23C11 隔离式比较器的高压域供电，从而实现紧凑的故障检测设计。

AMC3311 是一款精密的增强型隔离式放大器。该器件的输入电压范围为 0 至 2V，可用于驱动控制环路的精密隔离式直流电压测量。该器件具有集成式直流/直流转换器，支持 4mA 辅助电路的高侧电源电流。这样即可实现从器件低侧到高侧的单电源运行，从而进行 AMC3311 的反馈测量和 AMC23C11 的过压故障检测。AMC23C11 是一款快速响应增强型隔离式比较器。该器件可用于具有可调跳变阈值的快速过流或过压检测。该器件需要 2.7mA 的高侧电源电流。AMC3311 是市场上较早推出的具有集成式直流/直流转换器的隔离式放大器，使这两个器件能够成对工作，适合需要精密隔离式放大器来实现控制功能，以及需要快速反应比较器来实现过流或过压保护的应用。

用于为 AMC23C11 供电的 AMC3311

AMC3311 提供隔离式电源，能够通过 HLDO_OUT 引脚为需要高侧电源的连接元件提供高达 4mA 的电流。这一特性直接支持使用 AMC23C11 等性能更高的隔离式比较器。

AMC3311 提供的电源电流使得各种配套器件可与隔离式放大器搭配使用。图 1 展示了如何使用 AMC3311 为 AMC23C11 的高侧供电的示例原理图。在原理图中，AMC3311 引脚 5 处的 HLDO_OUT 展示了延伸至 AMC23C11 引脚 1 处 VDD1 的布线。隔离式比较器将输入电压与引脚 3 处的基准电压进行比较。如果输入电压超过作为基准电压建立的阈值，该器件会下拉开漏输出。可以通过修改与内部 100μA 电流源相关的基准电阻值来调整阈值电压。

此外，AMC23C11 具有 1.4V 的裕度余量电压。阈值电压不能高于 3.2V 输入与 1.4V 裕度的差值 (1.8V)。在 REF 和 GND1 之间放置了一个电阻器，以将跳变电压定义为 1.07V。因此，这项余量要求将隔离式比较器上的阈值电压限制为低于在放大器上所见的真正截止电压。例如，当放大器上的真正截止电压为 2.14V 时，隔离式比较器无法监控电压，因为电压超出裕度余量电压设置的限值。因此，RSNS 被分成两个相等的电阻器（RSNS1 和 RSNS2），以按比例将截止电压定义为 AMC3311 所需电压的一半。相反，AMC23C11 会读取 1.07V 作为基准电压。

图 2 展示了组合各器件进行布线的 PCB 布局示例。

图 1 AMC3311 和 AMC23C11 原理图

图 2 AMC3311 和 AMC23C11 PCB 布局

其他资源

• 德州仪器 (TI)，精密实验室系列：隔离简介 视频系列。
• 德州仪器 (TI)，AMC3311-Q1 具有集成式直流/直流转换器的汽车类、2V 输入、增强型隔离精密放大器 数据表.
• 德州仪器 (TI)，AMC23C11 具有可调阈值和锁存功能的快速响应增强型隔离式比较器 数据表。
• 德州仪器 (TI)，隔离相关术语
• 德州仪器 (TI)，隔离式放大器电压检测 Excel 计算器 设计资源。