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簡介

AMC038x 是一系列電隔離放大器和調(diào)制器，專為高電壓檢測應(yīng)用而設(shè)計。與 AMC1311 和 AMC1336 等傳統(tǒng)隔離式放大器和調(diào)制器不同，這些器件具有高阻抗、集成電阻分壓器，可直接連接到高壓信號源。集成分壓器具有出色的直流精度、低溫漂和優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。AMC038x 器件在使用壽命和溫度范圍內(nèi)無需系統(tǒng)級校準，即可實現(xiàn)優(yōu)于 1% 的精度。

在典型應(yīng)用中，集成的高阻抗電阻分壓器取代了阻抗低得多的分立式電阻分壓器。作為對比，AMC0386M10 的分壓器阻抗為 12.5MΩ。由于擔(dān)心耦合噪聲進入高阻抗檢測點，典型的分立式實施方案的阻抗范圍在 2-5MΩ。本應(yīng)用簡報總結(jié)了大功率應(yīng)用中，實際運行條件下的測量結(jié)果。結(jié)果表明，集成的高阻抗電阻分壓器不受系統(tǒng)開關(guān)噪聲的影響。

1. R1 和 R2 是近似的電阻值，不能準確反映分壓器分壓比。

TIDA-02014 大功率、高性能汽車 SIC 牽引逆變器參考設(shè)計的最新版本，集成了 AMC0381M10 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/amc0386.pdf 器件，用于直流鏈路電壓檢測。圖 1 顯示了在 PCB 上的實現(xiàn)。有關(guān)電路圖，請參閱 TI.com 上的參考設(shè)計文件夾。

AMC0386M10 是一款采用 10MHz 外部時鐘的隔離式調(diào)制器。數(shù)字輸出連接到 F29H859TU-Q1 微控制器 (MCU) 的 Σ-Δ 濾波器模塊 (SDFM)。SDFM 將來自調(diào)制器的 10MHz 單比特數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為采樣率為 10MHz/OSR 的 16 位字。二進制補碼格式的 16 位數(shù)據(jù)可以存儲 –32768 至 +32767 之間的整數(shù)。但是，16 位結(jié)果配置中的 SDFM 模塊會輸出 –16384 至 +16384 范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。因此，LSB 的大小是預(yù)期值的兩倍。表 2 列出了系統(tǒng)配置。

該參考設(shè)計已在電機實驗室中，在多種運行條件下完成測試。在測試期間，微控制器將電壓讀數(shù)存儲在內(nèi)部調(diào)試存儲器中。針對每種運行條件收集了 1000 個電壓讀數(shù)并繪制了直方圖。直方圖的寬度和分布有助于工程師識別實際條件如何影響電壓測量子系統(tǒng)。在所有測試中，電機的轉(zhuǎn)速均保持在 100RPM。對于四極電動機，此機械速度對應(yīng)的電氣頻率為 6.66Hz。

圖 2 展示了標(biāo)稱 400V 直流鏈路電壓，以及 0A、50A、100A 和 150A 相位峰值電流時的電壓讀數(shù)直方圖。直方圖條柱寬度對應(yīng)于最低有效位 (LSB) 的大小。直方圖顯示，如預(yù)期所示，以分布寬度表示的本底噪聲會隨相電流的增加而略有上升。但未觀察到數(shù)據(jù)中存在異常值。表 3 匯總了測試結(jié)果。均方根 (RMS) 噪聲、信噪比 (SNR) 和有效位數(shù) (ENOB) 參數(shù)是假設(shè)噪聲呈高斯分布的近似值。

方程式 1 計算 RMS 噪聲（以伏特為單位）：

其中

• σ 是 SDFM 輸出數(shù)據(jù)的標(biāo)準差
• LSB 是以伏特為單位的最低有效位的大小（請參閱 表 2）

方程式 2 計算 SNR（以分貝為單位）：

其中

• V_IN 是 AMC0386M10 器件的線性輸入電壓范圍 (2000V)
• RMS 噪聲是公式 1 中的值

方程式 3 計算 ENOB（以位為單位）：

其中

• SNR 是以分貝為單位的信噪比

圖 3 顯示了在固定 50A 相位峰值電流下，標(biāo)稱 100V、200V 和 400V 直流鏈路電壓下的電壓讀數(shù)直方圖。直方圖顯示，噪聲隨著輸入電壓的增加而降低。預(yù)期會出現(xiàn)此行為，因為當(dāng)輸入電壓降低時，輸入電流會增加。此外，降低輸入電壓會影響 SNR 計算。表 4 匯總了結(jié)果。

商標(biāo)

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