ZHCY211 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.   引言
  3.   隔离式信号链简介
    1.     比较隔离式放大器和隔离式调制器
      1.      摘要
      2.      隔离式放大器简介
      3.      隔离式调制器简介
      4.      隔离式放大器和隔离式调制器的性能比较
      5.      牵引逆变器中的隔离式调制器
      6.      隔离式放大器和调制器建议
      7.      结语
    2.     TI 具有超宽爬电距离和间隙的先进隔离式放大器
      1.      应用简报
  4.   选择树
  5.   电流检测
    1.     隔离式数据转换器的分流电阻选型
      1.      17
    2.     隔离式电流检测的设计注意事项
      1.      19
      2.      结语
      3.      参考资料
      4.      相关网站
    3.     具有 ±50mV 输入和单端输出的隔离式电流检测电路
      1.      24
    4.     具有 ±50mV 输入和差分输出的隔离式电流检测电路
      1.      26
    5.     具有 ±250mV 输入范围和单端输出电压的隔离式电流检测电路
      1.      设计目标
      2.      设计说明
      3.      设计说明
      4.      设计步骤
      5.      设计仿真
      6.      直流仿真结果
      7.      闭环交流仿真结果
      8.      瞬态仿真结果
      9.      设计参考资料
      10.      设计采用的隔离式放大器
      11.      设计备选隔离式放大器
    6.     具有 ±250mV 输入和差分输出的隔离式电流测量电路
      1.      设计目标
      2.      设计说明
      3.      设计注意事项
      4.      设计步骤
      5.      设计仿真
      6.      直流仿真结果
      7.      闭环交流仿真结果
      8.      瞬态仿真结果
      9.      设计参考资料
      10.      设计采用的运算放大器
      11.      设计备选运算放大器
    7.     隔离式过流保护电路
      1.      52
    8.     将差分输出（隔离式）放大器连接到单端输入 ADC
      1.      54
    9.     利用 AMC3311 为 AMC23C11 供电以实现隔离式检测和故障检测
      1.      应用简报
    10.     具有前端增益级的隔离式电流检测电路
      1.      58
    11.     隔离式分流器和闭环电流检测的精度比较
      1.      60
  6.   电压感测
    1.     利用隔离式电压检测充分提高功率转换和电机控制效率
      1.      63
      2.      高压检测解决方案
      3.      集成电阻器件
      4.      单端输出器件
      5.      集成隔离式电压检测用例
      6.      结语
      7.      其他资源
    2.     借助集成高压电阻隔离式放大器和调制器提高精度和性能
      1.      摘要
      2.      简介
      3.      高电压电阻隔离式放大器和调制器的优势
        1.       节省空间
        2.       集成高压电阻的温度漂移和使用寿命漂移更低
        3.       精度结果
        4.       完全集成电阻与附加外部电阻示例
        5.       器件选择树和交流/直流常见用例
      4.      总结
      5.      参考资料
    3.     适用于电压检测应用且具有差分输出、单端固定增益输出和单端比例式输出的隔离式放大器
      1.      摘要
      2.      引言
      3.      差分输出、单端固定增益输出和单端比例式输出概述
        1.       具有差分输出的隔离式放大器
        2.       具有单端固定增益输出的隔离式放大器
        3.       具有单端比例式输出的隔离式放大器
      4.      应用示例
        1.       产品选择树
      5.      总结
      6.      参考资料
    4.     具有 ±250mV 输入和差分输出的隔离式电压测量电路
      1.      93
    5.     使用 AMC3330 进行线间隔离式电压测量的分接抽头连接
      1.      95
    6.     具有隔离放大器和伪差分输入 SAR ADC 的 ±12V 电压检测电路
      1.      97
    7.     具有隔离式放大器和差分输入 SAR ADC 的 ±12V 电压检测电路
      1.      99
    8.     隔离式欠压和过压检测电路
      1.      101
    9.     隔离式过零检测电路
      1.      103
    10.     具有差分输出的 ±480V 隔离式电压检测电路
      1.      105
  7.   EMI 性能
    1.     借助隔离式放大器实现出色的辐射发射 EMI 性能
      1.      借助隔离式放大器实现出色的辐射发射 EMI 性能
      2.      引言
      3.      当前一代德州仪器 (TI) 隔离式放大器的辐射发射性能
      4.      前几代德州仪器 (TI) 隔离式放大器的辐射发射性能
      5.      结论
      6.      参考文献
    2.     衰减 AMC3301 系列辐射发射 EMI 的最佳实践
      1.      摘要
      2.      引言
      3.      输入连接对 AMC3301 系列辐射发射的影响
      4.      衰减 AMC3301 系列的辐射发射
        1.       铁氧体磁珠和共模扼流圈
        2.       AMC3301 系列的 PCB 原理图和布局最佳实践
      5.      使用多个 AMC3301 器件
        1.       器件布置方式
        2.       多个 AMC3301 的 PCB 布局最佳实践
      6.      结论
      7.      AMC3301 系列表
  8.   终端设备
    1.     比较 HEV/EV 中基于采样电阻和基于霍尔传感器的隔离式电流检测解决方案
      1.      128
    2.     直流电动汽车充电应用中电流检测的设计注意事项
      1.      摘要
      2.      引言
        1.       电动汽车直流充电站
        2.       电流检测技术选择和等效模型
          1.        使用基于分流器的解决方案检测电流
          2.        检测技术的等效模型
      3.      交流/直流转换器中的电流检测
        1.       交流/直流级的基本硬件和控制说明
          1.        交流电流控制环路
          2.        直流电压控制环路
        2.       A 点和 B 点 – 交流/直流级交流相电流检测
          1.        带宽的影响
            1.         稳态分析：基波电流和过零电流
            2.         瞬态分析：阶跃功率和电压骤降响应
          2.        延迟的影响
            1.         故障分析：电网短路
          3.        增益误差的影响
            1.         增益误差导致的交流/直流级功率扰动
            2.         交流/直流级对增益误差引起的功率扰动的响应
          4.        偏移的影响
        3.       C 点和 D 点 – 交流/直流级直流链路电流检测
          1.        带宽对前馈性能的影响
          2.        延迟对电源开关保护的影响
          3.        增益误差对功率测量的影响
            1.         瞬态分析：D 点的前馈
          4.        偏移的影响
        4.       A 点、B 点、C1/2 点和 D1/2 点的优缺点汇总以及产品建议
      4.      直流/直流转换器中的电流检测
        1.       具有相移控制功能的隔离式直流/直流转换器的基本工作原理
        2.       E、F 点 - 直流/直流级电流检测
          1.        带宽的影响
          2.        增益误差的影响
          3.        偏移误差的影响
        3.       G 点 - 直流/直流级谐振回路电流检测
        4.       检测点 E、F 和 G 汇总以及产品建议
      5.      结语
      6.      参考资料
    3.     在电机驱动器中使用隔离比较器进行故障检测
      1.      引言
      2.      电机驱动器简介
      3.      了解电机驱动器中的故障事件
      4.      在电机驱动器中实现可靠的检测和保护
      5.      用例 1：双向同相过流检测
      6.      用例 2：DC+ 过流检测
      7.      用例 3：DC– 过流和短路检测
      8.      用例 4：直流链路（DC+ 到 DC–）过压和欠压检测
      9.      用例 5：IGBT 模块过热检测
    4.     在电机驱动器的 UCC23513 光兼容隔离式栅极驱动器中实现分立式 DESAT
      1.      摘要
      2.      引言
      3.      具有集成 DESAT 的隔离式栅极驱动器的系统挑战
      4.      使用 UCC23513 和 AMC23C11 的系统方法
        1.       系统概述和主要规格
        2.       原理图设计
          1.        电路原理图
          2.        配置 VCE(DESAT) 阈值和 DESAT 偏置电流
          3.        DESAT 消隐时间
          4.        DESAT 抗尖峰脉冲滤波器
        3.       参考 PCB 布局
      5.      仿真和测试结果
        1.       仿真电路和结果
          1.        仿真电路
          2.        仿真结果
        2.       三相 IGBT 逆变器的测试结果
          1.        制动 IGBT 测试
          2.        具有相间短路保护功能的三相逆变器的测试结果
      6.      总结
      7.      参考资料
    5.     交流电机驱动器中的隔离式电压检测
      1.      引言
      2.      结论
      3.      参考文献
    6.     在服务器 PSU 中实现高性能隔离式电流和电压检测
      1.      应用简报
  9.   其他参考设计/电路
    1.     为隔离式放大器设计自举电荷泵电源
      1.      摘要
      2.      引言
      3.      自举电源设计
        1.       选择电荷泵电容器
        2.       在 TINA-TI 中仿真
        3.       使用 AMC1311-Q1 进行硬件测试
      4.      总结
      5.      参考资料
    2.     隔离式调制器与 MCU 之间的数字接口的时钟边沿延迟补偿
      1.      摘要
      2.      引言
      3.      数字接口时序规格的设计挑战
      4.      具有时钟边沿延迟补偿的设计方法
        1.       具有软件可配置相位延迟的时钟信号补偿
        2.       具有硬件可配置相位延迟的时钟信号补偿
        3.       通过时钟返回进行时钟信号补偿
        4.       通过 MCU 的时钟反相来实现时钟信号补偿
      5.      测试和验证
        1.       测试设备和软件
        2.       具有软件可配置相位延迟的时钟信号补偿测试
          1.        测试设置
          2.        测试测量结果
        3.       通过 MCU 上的时钟反相进行时钟信号补偿的测试
          1.        测试设置
          2.        测试测量结果
            1.         测试结果 – GPIO123 时钟输入无时钟反相
            2.         测试结果 – GPIO123 时钟输入的时钟反相
        4.       通过计算工具进行数字接口时序验证
          1.        不使用补偿方法的数字接口
          2.        常用方法 - 降低时钟频率
          3.        具有软件可配置相位延迟的时钟边沿补偿
      6.      结语
      7.      参考资料
    3.     利用 AMC3311 为 AMC23C11 供电以实现隔离式检测和故障检测
      1.      应用简报

ISO224 输入电压 ISO 输出、ADC 输入 (VOUTP - VOUTN) 数字输出 ADS7945
+12V +4V 1999H
-12V -4V E666H
电源和基准电压
VDD1 VDD2 和 AVDD REF5050 外部基准
15V 5V 5V

设计说明

此电路利用 ISO224 隔离式放大器和 ADS745 SAR ADC 执行 ±12V 隔离式电压检测测量。ISO224 可以测量具有 ⅓V/V 固定增益的 ±12V 真差分信号，并且产生输出共模电压为 VDD2/2 的隔离式差分输出电压。ADS7945 是一款全差分输入 ADC，其满标度输入电压为 ±VREF，共模输入电压为 VREF/2 ±200mV。选择 +5V 基准电压，可使 ADS7945 接受来自 ISO224 的满标度输出和共模输出。与单端转换相比，使用全差分输入 ADC 采集 ISO224 输出可将系统动态范围翻倍。许多高电压工业应用，如 保护继电器、通道间隔离式 ±10V 模拟输入卡 以及逆变器和电机控制。此设计中的组件选择公式和说明可根据系统规格和需求进行定制。

规格

规格 计算值 仿真值
100ksps 时的瞬态 ADC 输入趋稳 305µV 11µV
调节信号范围 ±4V ±4V
噪声（输入端） 1.9mVRMS 1.73mVRMS
闭环带宽 175kHz 185kHz

设计说明

  1. 由于 ADS7945 具有低功耗特性和兼容 ISO224 的模拟输入结构，因此选择该器件。
  2. 验证系统线性运行是否具有所需的输入信号范围。此验证通过使用直流传输特性选择中的仿真来执行。
  3. 选择适合 CFILT 的 COG 电容器以更大限度减少失真。
  4. 了解和校准 ADC 系统的失调电压和增益 介绍了误差分析的方法。请查看该链接，了解更大限度减少增益误差、失调电压误差、漂移误差和噪声误差的方法。
  5. TI 高精度实验室 - ADC 培训视频系列介绍了选择电荷桶电路 RFILT 和 CFILT 的方法。此类组件值取决于放大器带宽、数据转换器采样速率以及数据转换器设计。此处所示的规格值可为本示例中的放大器和数据转换器提供良好的趋稳和交流性能。如果改动了设计，必须选择其他的 RC 滤波器。请参阅 SAR ADC 前端元件选择简介，了解如何选择 RC 滤波器以实现最佳的趋稳和交流性能。

元件选型

  1. 根据输入电压范围选择隔离放大器并确定输出共模电压和输出电压范围：

    ISO224：

    • ±12V 单端输入范围
    • ⅓ 的固定增益，可实现 ±4V 的差分输出
    • +2.5V 的输出共模电压
    • 4.5V 至 18V 高侧电源，4.5V 至 5.5V 低侧电源
    • 输入失调电压：25°C 时为 ±5mV，±42µV/°C（最大值）
    • 增益误差：25°C 时为 ±0.3%，±50ppm/°C（最大值）
    • 非线性度：±0.01%（最大值），±1ppm/°C
    • 1.25MΩ 的高输入阻抗

  2. 选择具有合适的共模和差分输入范围的 ADC，以匹配 ISO224 的 +2.5V 共模输出和 ±4V 差分输出：

    ADS7945：

    • ±5V（最大值）模拟输入范围
    • 由正负电压基准设置的满标度输入范围
    • 输入共模范围为 VREF/2 ±0.2V
    • 2.7V 至 5.25V 电源电压
    • 2Msps 时具有 84 的高 SNR、11.6mW 的低功耗

  3. 选择支持共模约束的电压基准，该共模约束由 ISO224 的 2.5V 共模输出电压和 ADS7945 的 VREF/2 ±0.2V 共模输入电压设置。这意味着基准输出电压必须为 5V、低噪声，并且最好具有可配置输入电压：

    REF5050：

    • 5-V 输出
    • 5.2V 至 18V 输入电源电压
    • 3μVPP/V 噪声

  4. 选择 R1FILT、R2FILT 和 CFILT 以实现输入信号的趋稳以及 100ksps 的采样率：

    优化 RFILT 和 CFILT 值（TI 高精度实验室视频）介绍了选择 RFILT 和 CFILT 的方法。经证实，120Ω 和 510pF 的最终值可确保在采集窗口时间内趋稳至远低于最低有效位 (LSB) ½ 的位置。

直流传输特性

下图所示为 ±15V 输入的仿真输出。所需线性范围：输入为 ±12V 时，输出为 ±4V。此仿真显示线性输出范围大约为 ±4.6V，远远超出要求。

传递函数显示 ISO224 增益为 ⅓（即增益 · VIN = VOUT，(⅓)·(12V) = 4V）。

交流传输特性

仿真带宽大约为 186kHz，增益为 –9.57dB（或 0.332V/V），这与 ISO224（指定 fc = 175kHz，增益 = 0.333V/V）的预期增益和带宽非常接近。

瞬态 ADC 输入稳定仿真

以下仿真显示了采集时间为 9.6μs 的瞬态趋稳结果。11μV 趋稳误差完全处于 305μV 的 0.5 × LSB 限制范围内。请参阅优化 Rfilt 和 Cfilt 值，了解有关此主题的详细理论。

噪声仿真

以下噪声计算仅考虑 ISO224 的噪声。ISO224 噪声远高于电路中其他噪声源的噪声，因此总噪声可以按 ISO224 噪声进行估算。对于 B 级也可使用同样的方法。

仿真噪声高于预期的计算噪声。此差异是由仿真模型中的噪声峰值造成。计算中未包括噪声峰值。请参阅计算 ADC 系统的总噪声 了解有关此主题的详细理论。

设计中采用的器件

器件 主要特性 链接 类似器件
ISO224 具有 ±12V 单端输入范围、⅓ 的固定增益，可实现 ±4V 差分输出，输出共模电压为 +2.5V，高侧电源电压为 4.5V 至 18V，低侧电源电压为 4.5V 至 5.5V，输入失调电压：25°C 时为 ±5mV，±42µV/°C（最大值），增益误差：25°C 时为 ±0.3%，±50ppm/°C（最大值），非线性度：±0.01%（最大值），±1ppm/°C，并具有 1.25MΩ 的高输入阻抗 www.ti.com.cn/product/cn/ISO224 www.ti.com/isoamps
ADS7945

具有 ±5V 最大模拟输入范围、由正负电压基准设置的满标度输入范围、VREF/2 ±0.2V 的输入共模范围、2.7V 至 5.25V 的电源电压，并且在 2Msps 时具有 84 的高 SNR 和 11.6mW 的低功耗

 www.ti.com.cn/product/cn/ADS7945 http://www.ti.com/opamps
REF5050 3ppm/°C 漂移、0.05% 初始精度、4μVpp/V 噪声 www.ti.com.cn/product/cn/REF5050 http://www.ti.com/vref

设计参考资料

有关 TI 综合电路库的信息，请参阅模拟工程师电路手册。

主要文件链接

请参阅 TINA 文件，获取隔离式设计的信息。