Dieser isolierte bidirektionale Strommessschaltkreis mit einzelner Stromversorgung kann Laststr?me von –50 A bis 50 A genau messen. Der lineare Bereich des Eingangs betr?gt –50 mV bis 50 mV mit einem differenziellen Ausgangsspannungshub von –2,05 V bis 2,05 V und einer Gleichtaktspannung am Ausgang (V_CM) von 1,44 V. die Verst?rkung des isolierten Verst?rkerschaltkreises ist auf 41 V/V festgelegt. Das Design erfordert eine Arbeitsspannung von 1200 V, um die Bedienersicherheit in einer Hochspannungsanwendung zu gew?hrleisten.

Designhinweise

1. Der AMC3302 wurde aufgrund seiner hohen Genauigkeit, seines kleinen Eingangsspannungsbereichs und der Anforderung der Anwendung an eine einzelne Low-Side-Stromversorgung ausgew?hlt.
2. W?hlen Sie eine rauscharme Quelle mit niedriger Impedanz für VDD, die den AMC3302 versorgt.
3. Für Messungen h?chster Genauigkeit w?hlen Sie einen Pr?zisions-Shunt-Widerstand mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten.
4. W?hlen Sie den Strom-Shunt-Widerstand anhand des erwarteten Spitzeneingangsstrompegels aus.
5. Um einen kontinuierlichen Betrieb zu gew?hrleisten, sollten Shunt-Widerst?nde nicht mit mehr als zwei Dritteln des Nennstroms unter normalen Bedingungen gem?? IEEE-Standards betrieben werden. Für Anwendungen mit strengen Verlustleistungsanforderungen kann eine weitere Reduzierung des Shunt-Widerstands oder eine Erh?hung der Nennleistung erforderlich sein.

Designschritte

1. Bestimmen Sie die übertragungsgleichung anhand des Eingangsstrombereichs und der festen Verst?rkung des Isolationsverst?rkers.
   $V_{OUT}=I_{in}\times R_{shunt}\times 41$
2. Bestimmen Sie den maximalen Shunt-Widerstandswert.
   $R_{shunt}=\frac{V_{inMax}}{I_{inMax}}=\frac{50 mV}{50 A}=1 m\mathrm{\Omega }$
3. Bestimmen Sie die minimale Verlustleistung des Shunt-Widerstands.
   ${Power R}_{shunt}={I_{inMax}}^2\times R_{shunt}=2500 A\times 0.001 \mathrm{\Omega }=2.5\mathrm{ }\mathrm{W}$

DC-übertragungskennlinie

Die folgenden Diagramme zeigen die simulierten DC-Eigenschaften des Differenzausgangs AMC3302. Das Diagramm zeigt, dass die Ausgabe mit einem Eingang von ±50 A linear ist.

Ergebnisse der geschlossener Regelkreis-AC-Simulation

Die AC-Abtastung zeigt die AC-übertragungskennlinie des Differenzausgangs. Da der AMC3302 eine Verst?rkung von 41 V/V hat, ist die in der folgenden Abbildung gezeigte Verst?rkung von 33,25 dB zu erwarten.

Ergebnisse der transienten Simulation

Die folgende Transientensimulation zeigt die Ausgangssignale des AMC3302 von –50 A bis 50 A. Der Differenzausgang des AMC3302 betr?gt wie erwartet ±2,05 Vpk-pk.

Designreferenzen

Eine umfassende Schaltkreisbibliothek von TI finden Sie in Analog Engineer's Circuit Cookbooks.

Design empfohlener Isolationsverst?rker

Design alternativer Isolationsverst?rker