GERA011 September 2023 AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1311 , AMC1350 , AMC1351
2.2 Simulation in TINA-TI
Abbildung 2-3 SimulationsmodellVS1 ist der Ausgang des LDO, VG1 wird zur Simulation des PWM-Signals verwendet und IS1 simuliert die Lastaufnahme des isolierten Verst?rkers. Da VS1 6 V betr?gt und der Spannungsabfall über die Diode 300 mV betr?gt, betr?gt die maximale Ausgangsspannung des Bootstrap 5,4 V. VG1 liefert ein PWM-Signal von 20 kHz, 50 Vpp mit einem Tastverh?ltnis von 50 %. C1 wird vier verschiedene Kondensatorwerte schrittweise durchlaufen.
Abbildung 2-4 Vergleich der Kondensatorwerte| Kondensatorwert (μF) | Station?re Welligkeit (mV) | Durchschnittlicher station?rer Zustand (V) |
|---|---|---|
| 3,3 | 53,6 | 5,215 |
| 4,7 | 37,7 | 5,200 |
| 6,8 | 25,8 | 5,215 |
| 10 | 17,7 | 5,215 |
Abbildung 2-4 zeigt vier verschiedene Kondensatorwerte mit demselben PWM-Signal. Tabelle 2-1 zeigt die station?re Ausgangsspannung mit den verschiedenen Kondensatoren. Beachten Sie, dass keiner der Kondensatoren den theoretischen maximalen station?ren Zustand von 5,4 V erreicht. Mit abnehmender Welligkeit nimmt die Startzeit jedoch deutlich zu. Das Signal mit 4,7 μF weist ein gutes Gleichgewicht zwischen Anlaufzeit und Welligkeit auf.
Die Startzeit und die Welligkeit des Bootstrap-Schaltkreises im station?ren Zustand h?ngen auch von der Frequenz und dem Tastverh?ltnis des PWM-Eingangssignals ab. Wir k?nnen dies in der Simulation beobachten, indem wir C1 auf einen einzelnen Wert einstellen und das von VG1 erzeugte PWM-Signal ?ndern.
Abbildung 2-5 ?ndern der PWM-Frequenz| PWM-Frequenz (kHz) | Station?re Welligkeit (mV) | Durchschnittlicher station?rer Zustand (V) |
|---|---|---|
| 10 | 75,1 | 5,190 |
| 20 | 37,7 | 5,200 |
| 50 | 14,7 | 5,200 |
C1 betr?gt 4,7 μF und das PWM-Signal hat eine Amplitude von 50 V pp und ein Tastverh?ltnis von 50 %. Die Frequenz hat einen viel gr??eren Einfluss auf die Ausgangswelligkeit, ohne die Startzeit und den durchschnittlichen station?ren Zustand zu dramatisch zu beeinflussen, wie gezeigt in Tabelle 2-2.
Abbildung 2-6 PWM-Tastverh?ltnis ?ndern| PWM-Tastverh?ltnis | Station?re Welligkeit (mV) | Durchschnittlicher station?rer Zustand (V) |
|---|---|---|
| 20% | 14,7 | 5,245 |
| 50% | 37,7 | 5,200 |
| 80% | 59,9 | 5,070 |
C1 betr?gt 4,7 μF und das PWM-Signal hat eine Amplitude von 50 Vpp und eine Frequenz von 20 kHz. Die Anlaufzeit und die durchschnittliche Leistung werden viel st?rker beeinflusst, wie in Abbildung 2-6 und Tabelle 2-3 dargestellt.
Zu viel Welligkeit kann die Leistung des isolierten Verst?rkers beeintr?chtigen, da die prallende Stromversorgung Gleichtaktfehler am Ausgang verursachen kann. Allerdings kann die Genauigkeit des isolierten Verst?rkers nicht überprüft werden, bevor der Verst?rker den empfohlenen Mindestwert für die Highside-Stromversorgung des Verst?rkers erreicht hat. Die Kenntnis des erwarteten PWM-Ausgangssignals ist entscheidend für den Entwurf einer effektiven Bootstrap-Schaltung innerhalb der Systemparameter. Allerdings wurde der 4,7 μF-Kondensator unter der Annahme gew?hlt, dass das PWM-Signal ein Tastgrad von 50 % und eine Frequenz von 20 kHz haben kann (siehe Sektion 2.1), so dass die Mindestkapazit?t an die PWM-Signaleigenschaften angepasst werden kann (siehe Gleichung 4).