ZHCUBV3 March   2024

 

  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 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 TMCS1123
      2. 2.3.2 ADS7043
      3. 2.3.3 AMC1035
      4. 2.3.4 REF2033
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 霍尔效应电流传感器原理图设计
    2. 3.2 模数转换器
      1. 3.2.1 Δ-Σ 调制器
        1. 3.2.1.1 共模电压限制
        2. 3.2.1.2 输入滤波
        3. 3.2.1.3 用于连接 MCU 的接口
      2. 3.2.2 12 位 SAR ADC
        1. 3.2.2.1 共模电压限制
        2. 3.2.2.2 输入滤波
        3. 3.2.2.3 用于连接 MCU 的接口
    3. 3.3 电源和基准电压
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 注意事项
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 直流性能
        1. 4.4.1.1 模数转换后的输出电压噪声和 ENOB
        2. 4.4.1.2 线性度和温漂
      2. 4.4.2 交流性能
        1. 4.4.2.1 SNR 测量
        2. 4.4.2.2 延迟测试
      3. 4.4.3 PWM 抑制
      4. 4.4.4 过流响应
      5. 4.4.5 相邻电流抑制
      6. 4.4.6 电源抑制比
      7. 4.4.7 数字接口
  11. 5与竞争对手器件的性能比较
    1. 5.1 有效位数
    2. 5.2 延迟
    3. 5.3 PWM 抑制
  12. 6设计和文档支持
    1. 6.1 设计文件
      1. 6.1.1 原理图
      2. 6.1.2 BOM
      3. 6.1.3 PCB 布局建议
        1. 6.1.3.1 布局图
    2. 6.2 工具与软件
    3. 6.3 文档支持
    4. 6.4 支持资源
    5. 6.5 商标
  13. 7作者简介

3 系统设计原理

与基于分流器的设计相比，TMCS1123 等霍尔效应电流传感器为在三相逆变器中实现增强型隔离式电流检测和过流检测提供了多项优势。无需分流器，也不需要隔离式偏置电源，因此可降低系统成本并节省 PCB 空间。另一个优势是 600ns 的超低模拟信号传播延迟 (TMCS1123) 和快速过流检测 (<0.5μs)，其过流阈值最高可达满量程输入电流范围的 2.5 倍。

表 3-1 隔离式半导体电流检测设计简要比较
参数 TMCS1123 AMC1300 AMC1306M05 AMC23C11
说明 霍尔效应传感器 隔离式放大器 隔离式调制器 隔离式比较器
ENOB（典型值） ≤ 10(1) ≤ 11 > 12(2) 不适用
传播延迟 0.6μs 1.7μs 4.8μs(2) 不适用
接口 模拟 模拟 数字 数字
需要隔离式电源 否 是 是 是
OC 响应时间 0.1μs 2.4μs 1.2μs(3) 300ns
(1) ENOB 通常取决于满量程范围，具体请参阅表 3-2
(2) 具有 Sinc3 OSR 64 抽取滤波器时
(3) 具有 Sinc3 OSR 8 抽取滤波器时

与基于分流器的设计相比，采用封装内霍尔效应传感器时的信噪比与霍尔传感器的满量程电流范围成正比，因为以输入为基准的噪声密度与器件灵敏度无关，因此与输入电流范围无关。表 3-2 概述了计算得出该器件在满量程范围内的有效噪声带宽 (ENOB)，这些数据是在 250kHz 截止频率和 1.22 砖墙因数下估算得出的。

表 3-2 各个 TMCS1123 器件型号的 ENOB 估算值
参数 TMCS1123B1A TMCS1123B2A TMCS1123B3A
输入噪声密度 170μA/√Hz 170μA/√Hz 170μA/√Hz
FSR（最大值） ±66A ±33A ±22A
SNR（直流） 57dB 51dB 47dB
ENOB（直流） 9.2 8.2 7.6