ZHCU791C december   2022  – june 2023

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 绝缘监测
    2. 1.2 寄生隔离电容的影响
    3. 1.3 工业低压配电系统的 IEC 61557-8 标准
    4. 1.4 关键系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1 TPSI2140
      2. 2.2.2 AMC3330
      3. 2.2.3 TPS7A24
      4. 2.2.4 REF2033
      5. 2.2.5 TLV6001
    3. 2.3 设计注意事项
      1. 2.3.1 电阻电桥
      2. 2.3.2 隔离式模拟信号链
        1. 2.3.2.1 差分至单端转换
        2. 2.3.2.2 高压测量
        3. 2.3.2.3 信号链误差分析
      3. 2.3.3 PE 缺失检测
      4. 2.3.4 交流线路上的绝缘监测
      5. 2.3.5 PCB 布局建议
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 连接器
      2. 3.1.2 默认跳线配置
      3. 3.1.3 先决条件
    2. 3.2 软件要求
    3. 3.3 软件
    4. 3.4 测试设置
    5. 3.5 测试结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 文档支持
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  11. 5作者简介
  12. 6Revision History

2.3.2.2 高压测量

需要使用高总线电压值来计算隔离漏电流和隔离栅电阻。总线电压监测是绝缘监测 AFE 的一个可选特性，因为在低压配电系统中，监测总线电压可获得环路补偿特性。如果绝缘监测功能不是独立的设计，而且模拟前端集成到系统的功率转换级或中央单元，则不必复制总线电压监测特性。

在 TIDA-01541 等参考设计中，TI 的隔离放大器用于执行这些测量。新型 AMC3330 专为 HV 测量而设计，因为该器件提供增强型隔离、高输入阻抗、2V 输入范围和集成的直流/直流转换器，可避免在热侧使用外部电源。

如图 2-11 所示，RinAMC,DC (R47) 监测电阻器串联到一个高电阻分压器网络（R34、R35、R36、R37、R38、R39、R41、R42、R43）。通过 AMC3330 的悬空接地测量电压。AMC3330 可测量 ±1V 的双向信号。在 EVSE 和太阳能串式逆变器中，总线电压仅在正电压范围内，因此 AMC3330 的可用范围为 +1V。所选的分压器网络必须确保分流电阻的压降在最大总线电压下 ≤ 1V。TLV6001 器件用于放大信号范围并向 MCU 或逻辑接口提供单端输出，请参阅节 2.3.2.1以了解更多详细信息。

方程式 20 是一个简单公式，没有考虑偏置电流或失调电压的影响，而这些因素会导致测量偏差。

方程式 20. H V B u s = V O u t , DC ( T L V 6001 ) × ( R st , DC + R inAMC , DC ) R inAMC , DC × Gain AMC 3330 × G a i n Dif 2 Sing , DC

其中

  • VOut,DC(TLV6001) 是 ADC 或相关器件通过总线电压测量路径中 TLV6001 输出测量的输出电压
  • RST,DC 是正总线电压至负总线电压的串联电阻器的阻值总和
  • GainAMC3330 是 AMC3330 内部电路的增益
  • GainDif2Sing,DC 是外部电阻器为 TLV6001 电路设置的增益
GUID-20220401-SS0I-DWW6-27MG-GFZ5TF9PMNZN-low.png图 2-11 高压总线监测原理图

为了实现未接地交流系统的绝缘监测，参考设计提供了这样一个选项：将 REF2033 Vref/2 作为差分至单端转换的共模电压。因此，在交流线路系统中进行评估时，跳线使设计能够将共模电压上移，并将波的负侧带到 ADC 的输入端。用户可通过相应地更改共模电压基准跳线和电阻器增益，在交流系统中进行评估。