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GERY022 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
Einführung
Einführung in die isolierte Signalkette
1. Vergleich isolierter Verst?rker und isolierter Modulatoren
  1. Kurzfassung
  2. Einführung in isolierte Verst?rker
  3. Einführung in isolierte Modulatoren
  4. Leistungsvergleich zwischen isolierten Verst?rkern und isolierten Modulatoren
  5. Isolierte Modulatoren in Traktionsumrichtern
  6. Isolierte Verst?rker und Modulatoren, Empfehlungen
  7. Fazit
2. Die ersten Isolationsverst?rker von TI mit extrem breiten Luft- und Kriechstrecken
  1. Anwendungshinweis
Auswahlb?ume
Strommessung
1. Shunt-Widerstandsauswahl für isolierte Datenwandler
  1. 17
2. Designüberlegungen für die isolierte Strommessung
  1. 19
  2. Fazit
  3. Quellennachweise
  4. Verwandte Websites
3. Isolierte Strommessschaltung mit ±50?mV-Eingang und unsymmetrischem Ausgang
  1. 24
4. Isolierte Strommessschaltung mit ±50?mV-Eingang und Differenzausgang
  1. 26
5. Isolierte Strommessschaltung mit ±250?mV Eingangsbereich und unsymmetrischer Ausgangsspannung
  1. Designziele
  2. Designbeschreibung
  3. Designhinweise
  4. Designschritte
  5. Design-Simulationen
  6. DC-Simulationsergebnisse
  7. Ergebnisse der AC-Simulation im geschlossenen Regelkreis
  8. Ergebnisse der Transienten-Simulation
  9. Designreferenzen
  10. Design empfohlener isolierter Verst?rker
  11. Design Alternativer Isolierter Verst?rker
6. Isolierter Strommessschaltkreis mit ±250?mV-Eingang und Differenzausgang
  1. Designziele
  2. Designbeschreibung
  3. Designhinweise
  4. Designschritte
  5. Design-Simulationen
  6. DC-Simulationsergebnisse
  7. Ergebnisse der Closed-Loop-AC-Simulation
  8. Ergebnisse der Transienten-Simulation
  9. Designreferenzen
  10. Vorgestellte Operationsverst?rker
  11. Design alternativer Operationsverst?rker
7. Isolierter überstromschutzschaltkreis
  1. 52
8. Anschluss eines Differenzialausgangsverst?rkers (isoliert) an einen A/D-Wandler mit unsymmetrischem Eingang
  1. 54
9. Verwendung von AMC3311 zur Stromversorgung des AMC23C11 für isolierte Sensorik und Fehlererkennung
  1. Anwendungshinweis
10. Isolierte Strommessschaltung mit Frontend-Verst?rkungsstufe
  1. 58
11. Genauigkeitsvergleich von isolierten Shunt- und Geschlossener Regelkreis-Strommessungen
  1. 60
Spannungserfassung
EMI-Leistung
1. Beste EMI-Leistung in ihrer Klasse bei Strahlungsemissionen mit isolierten Verst?rkern
2. Bew?hrte Methoden zur D?mpfung von EMI-St?rstrahlungen der AMC3301-Familie
  1. Kurzfassung
  2. Einführung
  3. Auswirkungen der Eingangsanschlüsse auf die Strahlungsemissionen der AMC3301-Familie
  4. D?mpfung der Strahlungsemissionen der AMC3301-Familie
    1. Ferritperlen und Gleichtaktdrosseln
    2. Leiterplatten-Schaltpl?ne und bew?hrte Methoden für das Layout für die AMC3301-Familie
  5. Verwendung mehrere AMC3301-Ger?te
    1. Bausteinausrichtung
    2. Bew?hrte Methoden für das Leiterplatten-Layout für mehrere AMC3301
  6. Fazit
  7. Tabelle der AMC3301-Familie
Endger?te
1. Vergleich von isolierten Shunt- und Hall-basierten Strommessl?sungen in Hybrid- und Elektrofahrzeugen
  1. 128
2. Designüberlegungen für die Strommessung in DC-EV-Ladeanwendungen
  1. Kurzfassung
  2. Einführung
    1. DC-Ladestation für Elektrofahrzeuge
    2. Auswahl der Strommesstechnologie und ?quivalentes Modell
      1. Strommessung mit Shunt-basierter L?sung
      2. ?quivalenzmodell der Sensortechnologie
  3. Strommessung in AC/DC-Wandlern
    1. Grundlegende Hardware und Steuerungsbeschreibung von AC/DC
      1. AC Stromregelkreise
      2. Gleichspannungsregelkreis
    2. Punkt A und B – AC/DC AC-Phasenstrommessung
      1.        Auswirkungen der Bandbreite
        
                Station?re Zustandsanalyse: Grund- und Nulldurchgangs-Str?me
        
                Transientenanalyse: Sprungleistung und Spannungseinbruchverhalten
      2. Auswirkungen der Latenz
        
        Fehleranalyse: Kurzschluss im Stromnetz
      3.        Auswirkungen des Verst?rkungsfehlers
        
                Spannungsst?rung in AC/DC durch Verst?rkungsfehler
        
                AC/DC-Antwort auf durch Verst?rkungsfehler verursachte Stromversorgungsst?rung
      4. Auswirkungen des Offset
    3. Punkt C und D – AC/DC DC-Link-Strommessung
      1. Auswirkungen der Bandbreite auf die Feed-Forward-Leistung
      2. Auswirkungen der Latenz auf den Schutz der Leistungsschalter
      3. Auswirkungen des Verst?rkungsfehlers auf die Leistungsmessung
        
        Transientenanalyse: Feed Forward in Punkt D
      4. Auswirkungen des Offset
    4. Zusammenfassung der positiven und negativen Punkte an den Punkten A, B, C1/2 und D1/2 sowie Produktvorschl?ge
  4. Strommessung in DC/DC-Wandlern
    1. Grundlegendes Funktionsprinzip eines isolierten DC/DC-Wandlers mit Phasenverschiebungssteuerung
    2. Punkt E, F – DC/DC-Strommessung
      1. Auswirkungen der Bandbreite
      2. Auswirkungen des Verst?rkungsfehlers
      3. Auswirkung des Offsetfehlers
    3. Punkt G – DC/DC-Tankstrommessung
    4. Zusammenfassung der Sensorpunkte E, F, G und Produktvorschl?ge
  5. Fazit
  6. Quellennachweise
3. Verwendung isolierter Komparatoren zur Fehlererkennung in Elektromotorantrieben
4. Diskrete DESAT für optokompatible isolierte Gate-Treiber UCC23513 in Motorantrieben
  1. Kurzfassung
  2. Einführung
  3. Systemherausforderung bei isolierten Gate-Treibern mit integriertem DESAT
  4. Systemansatz mit UCC23513 und AMC23C11
    1. Systemübersicht und Schlüsselspezifikation
    2. Schaltplandesign
      1. Schaltplan
      2. Konfigurieren des VCE(DESAT)-Schwellenwerts und des DESAT-Bias-Strom
      3. DESAT-Ausblendzeit
      4. DESAT Deglitch-Filter
    3. Referenz-Platinenlayout
  5. Simulations- und Testergebnisse
    1. Simulationsschaltung und Ergebnisse
      1. Simulationsschaltung
      2. Simulationsergebnisse
    2. Testergebnisse mit 3-Phasen-IGBT-Inverter
      1. IGBT-Bremsprüfung
      2. Testergebnisse mit einem 3-Phasen-Inverter mit Phase-zu-Phase-Kurzschluss
  6. Zusammenfassung
  7. Quellennachweise
5. Isolierte Spannungserfassung in AC-Motorantrieben
  1. Einführung
  2. Fazit
  3. Quellennachweise
6. Hochleistungsf?hige isolierte Strom- und Spannungsmessung in Server-Netzteilen
  1. Anwendungshinweis
Zus?tzliche Referenzdesigns/Schaltkreise
1. Entwicklung einer Bootstrap-Ladepumpen-Stromversorgung für einen isolierten Verst?rker
  1. Zusammenfassung
  2. Einführung
  3. Bootstrap StromversorgungenDesign
    1. Auswahl des Ladungspumpenkondensators
    2. Simulation in TINA-TI
    3. Hardware-Test mit AMC1311-Q1
  4. Zusammenfassung
  5. Referenz
2. Taktflankenverz?gerungskompensation mit isolierten Modulatoren Digitale Schnittstelle zu MCUs
  1. Zusammenfassung
  2. Einführung
  3. Design-Herausforderung durch Timing-Spezifikationen für digitale Schnittstellen
  4. Designansatz mit Taktflankenverz?gerungskompensation
  5. Test und Validierung
    1. Prüfausrüstung und Software
    2. Testen der Taktsignalkompensation mit softwarekonfigurierbarer Phasenverz?gerung
      1. Testeinrichtung
      2. Test-Messergebnisse
    3. Testen der Taktsignalkompensation durch Taktumkehr an der MCU
      1. Testeinrichtung
      2.        Test-Messergebnisse
        
                Testergebnis – Keine Taktumkehr des Takteingangs bei GPIO123
        
                Testergebnis – Taktumkehr des Takteingangs bei GPIO123
    4. Validierung des Timings digitaler Schnittstellen durch Berechnungstool
  6. Fazit
  7. Quellennachweise
3. Verwendung von AMC3311 zur Stromversorgung des AMC23C11 für isolierte Sensorik und Fehlererkennung
  1. Anwendungshinweis

Fehleranalyse: Kurzschluss im Stromnetz

Zur Bewertung der maximalen Latenz, die vom Wechselstrom/Gleichstrom zum sicheren Abschalten ben?tigt wird, wurden Systemsimulationen unter Anwendung der folgenden Bedingungen durchgeführt:

DC-Bus-Spannung bei maximaler Nennspannung (800 V)
Wandler mit Nennstrom (16 A_RMS)
Eingespeiste Kurzschlussschaltung, wenn der maximale Strom einer Phase entladen wird
Keine lineare Induktivit?t von Aufw?rtsspulen mit Fluss-/Stromprofil von weichmagnetischen Materialien; die Induktivit?t gegenüber Strom wird für 11 kW-AC/DC optimiert, und die Induktivit?t sinkt nach Erreichen der S?ttigung auf 30 % des Sollwerts ab
Der überstromschwellenwert der Strommessung in Punkt B ist auf 30 A (93,7 % des Messbereichs) eingestellt
Auf Grundlage der verfügbaren Datenbl?tter der in 11 kW-Anwendungen verwendeten Leistungskomponenten wurde ein maximal zul?ssiger Strom von 60 A ausgew?hlt

Bei einem Kurzschluss im Stromnetz schaltet der Wandler noch, was zu unkontrollierten Str?men führt. Da der Fehler pl?tzlich auftritt, bleibt der MCU nicht genügend Zeit, um die Tastverh?ltnisse zu aktualisieren und zu korrigieren. PWM-Aktualisierungen erfolgen in der Regel mit einer festen Frequenz (in diesem Beispiel 70 kHz oder alle 14.2 μs). Durch die Anwendung von Aktualisierungsverfahren mit einer oder zwei Aktualisierungen kann die minimale Reaktionszeit der MCU 1/fs oder 1/2FS sein. Innerhalb dieser Zeit kann der Strom im Induktor den Kurzschlussstrom des Leistungsschalters überschreiten.

Abbildung 86 Zeigt die Spannung und die Str?me des AC/DC-Wandlers. Abbildung 86 zeigt, dass der Wandler im Zeitrahmen zwischen 0ms und 19ms im Nennzustand mit einer Netzspannung von 400 V_RMS und einem vom Gleichstrom in den Wechselstrom übertragenen Strom arbeitet. Bei 19 ms wird ein Kurzschlussereignis simuliert, indem die Phasenspannung auf 10 % des Sollwerts abgesenkt wird. Gleichzeitig zum Netzfehler beginnen die Str?me im Schaltknoten aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen dem Netz und dem von der Schaltstufe angelegten Strom zu steigen, wie in dargestellt Abbildung 87.

Abbildung 86 Netzspannungen und -Str?me von AC/DC-Wandlern: Kurzschlussverhalten des AC/DC-Wandlers

Abbildung 87 Vergr??erter Teil bei t = 19,5 ms (Spanne 120 μs): Kurzschlussverhalten des AC/DC-Wandlers

Abbildung 88 Vergr??erter Teil der PWM bei t = 19,5 ms (Spanne 120 μs): PWM-Abschaltverhalten

Zu Beginn ist der Stromanstieg linear, weil der Kern nicht ges?ttigt ist und einem festen di/dt folgt, da die Induktivit?t nahezu konstant ist:

Gleichung 43.

\frac{d i}{d t} = \frac{V_{D C}}{(1.5 L (i))}

L ist der AC/DC-Aufw?rtsstrom in Funktion des Stroms
V_DC ist die DC-Busspannung zum Zeitpunkt des Fehlers

Wenn der S?ttigungsstrom des Kerns erreicht ist, f?llt die Induktivit?t erheblich ab, was zu einem pl?tzlichen Anstieg des Stroms führt. Wenn der tats?chliche Strom in Phase L3 30 A erreicht (überstromschwelle), muss die MCU den überstrom so schnell wie m?glich erkennen k?nnen, da die MCU h?here Str?me nicht erkennen kann, und schaltet ab, bevor der Strom einen Pegel von über 60 A erreicht. basierend auf den Simulationsergebnissen ben?tigt der Strom 4 μs, um den kritischen Wert zu erreichen. Schalten Sie nach Erreichen dieses Zeitpunkts die PWM-Signale aus, wie dargestellt in Abbildung 88.

Abschlie?end muss das System innerhalb von 4 μs abgeschaltet werden, um eine Besch?digung der Leistungsschalter zu vermeiden. Berücksichtigen Sie die Latenz der Strommessung zusammen mit denen der MCU und der Abschaltung der Treiberstufe. Basierend auf typischen Werten der Latenzzeit der MCU- und Treiberstufe muss der Stromsensor eine maximale Latenzzeit von 3.5 μs bieten.