ZHCU677C June   2019  – July 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21530
      2. 2.2.2  AMC1311
      3. 2.2.3  AMC3302
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  LM76003
      6. 2.2.6  LMZ31707
      7. 2.2.7  OPA320
      8. 2.2.8  ISO7721
      9. 2.2.9  SN6501
      10. 2.2.10 SN6505B
      11. 2.2.11 TMP235
      12. 2.2.12 LMT87
      13. 2.2.13 TL431
      14. 2.2.14 LMV762
      15. 2.2.15 TMS320F280049 C2000 MCU
      16. 2.2.16 TMDSCNCD280049C
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 具有电源系统的双有源电桥模拟
      2. 2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
      3. 2.3.3 双有源电桥 - 零电压开关 (ZVS)
      4. 2.3.4 双有源电桥 - 设计注意事项
        1. 2.3.4.1 漏电感器
        2. 2.3.4.2 电感对电流的影响
        3. 2.3.4.3 移相
        4. 2.3.4.4 电容器选型
        5. 2.3.4.5 软开关范围
        6. 2.3.4.6 开关频率
        7. 2.3.4.7 变压器选型
        8. 2.3.4.8 SiC MOSFET 选型
      5. 2.3.5 损耗分析
        1. 2.3.5.1 设计方程式
        2. 2.3.5.2 SiC MOSFET 和二极管损耗
        3. 2.3.5.3 变压器损耗
        4. 2.3.5.4 电感器损耗
        5. 2.3.5.5 栅极驱动器损耗
        6. 2.3.5.6 效率
        7. 2.3.5.7 散热注意事项
  8. 3电路说明
    1. 3.1 功率级
    2. 3.2 直流电压检测
      1. 3.2.1 初级侧直流电压检测
      2. 3.2.2 次级侧直流电压检测
    3. 3.3 电流检测
    4. 3.4 功率结构
      1. 3.4.1 辅助电源
      2. 3.4.2 检测电路的隔离式电源
    5. 3.5 栅极驱动器
      1. 3.5.1 栅极驱动器电路
      2. 3.5.2 栅极驱动器偏置电源
      3. 3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断
  9. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 软件
        1. 4.1.2.1 软件入门
        2. 4.1.2.2 引脚配置
        3. 4.1.2.3 PWM 配置
        4. 4.1.2.4 高分辨率相移配置
        5. 4.1.2.5 ADC 配置
        6. 4.1.2.6 ISR 结构
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 PowerSUITE GUI
    4. 4.4 实验
      1. 4.4.1 实验 1
      2. 4.4.2 实验 2
      3. 4.4.3 实验 3
      4. 4.4.4 实验 4
      5. 4.4.5 实验 5
    5. 4.5 测试结果
      1. 4.5.1 开环性能
      2. 4.5.2 闭环性能
  10. 5设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 物料清单
    3. 5.3 PCB 布局建议
      1. 5.3.1 布局图
    4. 5.4 Altium 项目
    5. 5.5 Gerber 文件
    6. 5.6 装配图
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8作者简介
  14. 9修订历史记录

3.3 电流检测

电流检测对于过流检测并使闭环系统准确地工作非常重要。在此设计中，电流检测是在多个位置使用不同的检测方法完成的。第一种是在输入和输出侧直流终端上使用电流检测电阻器。在检测电阻上测量的电压提供给 AMC3302 的输入。AMC3302 是一款隔离式精密放大器，针对基于分流器的电流测量进行了优化。完全集成的隔离式 DC/DC 转换器允许从器件的低侧进行单电源操作，从而使该器件成为空间受限应用的独特解决方案。输入电压为 ±50mV 且固定增益为 41 的AMC3302 最大程度地减少了分流器上的功率损耗。考虑了正负电压对转换器的双向操作的影响。1mΩ 和 2mΩ 四引脚分流电阻器与开尔文检测连接用于精确地测量电流。输入电压为 ±50mV 按照增益因数为 41 进行缩放以生成 ±2.05V。然后，此电压由 OPA320 进行缩放和电平转换（使用 1.65V 基准），以便与 ADC 的 0V-3.3V 相匹配。

在确定该设计的分流电阻大小时，需要在检测精度与功率耗散之间进行权衡。输入端处的 1mΩ 分流电阻在 12.5A 条件下提供 ±12.5mV 的压降，而输出端处的 3mΩ 分流电阻在 16.5A 条件下提供 ±49.5mV 的压降。图 3-4 和图 3-5 显示了使用 AMC3302 进行隔离式电流检测。

GUID-20210823-SS0I-GBHR-XQRD-QQWZPW86TBDF-low.gif图 3-4 在初级侧使用 AMC3302 进行隔离式检测
GUID-20210823-SS0I-8P27-ZTCJ-T3QNTLJDZSZR-low.gif图 3-5 在次级侧使用 AMC3302 进行隔离式检测

为了测量电容器之前次级侧上的开关电流，使用了具有高带宽的增强型隔离式调制器 AMC3306M25。AMC3306M25 是一款隔离式精密 Δ-Σ 调制器，针对基于分流器的电流测量进行了优化。完全集成的隔离式 DC/DC 转换器允许从器件的低侧进行单电源操作，从而使该器件成为空间受限应用的独特解决方案。分流电阻器上的电压馈入到 AMC3306M25 Σ-Δ 调制器，该调制器生成 Σ-Δ 流，可由 C2000™ 上的 SDFM 解调器解码。图 3-6 显示了使用 AMC3306 进行隔离式电流检测。调制器的时钟由 C2000 MCU 上的 ECAP/e-PWM 外设生成，并且 AMC3306M25 数据由内置的 SDFM 调制器解码。

GUID-20210823-SS0I-3HNN-SFVB-FNKD5NCBXN3T-low.gif图 3-6 使用 AMC3306 进行隔离式电流检测

可以使用霍尔传感器 ACS733 来测量初级侧和次级侧槽路电流。槽路电流可用于过流保护或检测电感器的峰值电流。