AMC23C10 是一款響應時間短的精密隔離式比較器，專門設計用于過零檢測，可檢測必須與低壓電路實現電隔離的高壓信號。開漏和推挽輸出與輸入電路由抗電磁干擾性能極強的隔離柵隔開。該隔離柵經認證可提供高達 5kV_RMS 的增強型電隔離，符合 UL1577 標準，并且可支持最高 1kV_PK 的工作電壓。該器件提供一個開漏輸出和一個推挽輸出，傳播延遲不到 300 ns。集成 LDO 在高壓側支持 3V 至 27V 的工作電壓范圍，因此該比較器能夠采用柵極驅動器電源供電。低壓側工作電壓范圍為 2.7V 至 5.5V。

AMC23C10 的特性：

• 高側電源具有寬電壓范圍：3V 至 27V
• 低側電源電壓范圍：2.7V 至 5.5V
• 跳變閾值誤差：±6 mV（最大值）
• 傳播延遲：290 ns（典型值）
• 高 CMTI：100 kV/μs（最小值）
• 開漏和推挽輸出

圖 2-3 過零檢測電路

對于 VDD1 和 VDD2，建議添加一個與低 ESR、0.1 uF 陶瓷電容器并聯的 1 uF 電容器。TPSI3050-Q1 通過具有 5V 電壓軌的 VDDM 引腳在 HV 側為 AMC23C10 供電。TPSI3050-Q1 的這一特性降低了系統復雜性和成本，并減少了布板空間。

圖 2-3 展示了 IN- 輸入接地以有效比較反向并聯二極管 D1 上的電壓擺幅。輸入 IN+ 通過 R4、R5、R7 和 R8 連接到交流電源。在選擇這些電阻器時，一定要注意額定電壓、功耗和開關延遲。電阻器必須能夠承受高壓交流電源。建議使用串聯電阻以滿足電壓規格。本參考設計使用兩個電阻器尺寸 (2010)，額定電壓為 400V DC。務必注意在電阻器上的功耗和零電壓檢測精度之間進行權衡。電源開關和電阻器的寄生電容會因零電壓檢測而產生 RC 延遲。這種延遲會影響發生過零開關的電壓。減小電阻值會減少延遲，并且負載連接到接近零伏的源極。

在此設計中，使用 242 kΩ 的電阻來偏置二極管并實現過零檢測。交流電源是 110VAC 信號，頻率為 60 Hz。該設計在 10.4V 時以 180.8 μs 延遲連接負載。此延遲主要由 (R4+R5) 的 RC 常數和功率 FET 的輸出電容決定，而不是隔離比較器、低側邏輯電路或 TPSI3050-Q1 的啟用延遲。圖 3-3 展示了開關操作的詳細信息。以下公式展示了所選電阻器的峰值和平均功耗的計算方式。R 值是串聯電阻之和 R = (R4+R5) = (R7+R8)。

選擇串聯二極管時，壓降必須高于 AMC23C10 的標稱開關閾值電壓。AMC23C10 需要高于其標稱開關閾值 +/-12.5 mV 的電壓來檢測有效輸入。為本參考設計選擇的二極管是 BAT54S-HF。該二極管能夠在非常低的電流電平下提供必要的壓降。圖 2-4 展示了 BAT54S-HF 的正向壓降特性。電容器 C11 有助于過濾來自交流電源的高頻噪聲，但是，C11 也可以增加傳播延遲以檢測過零電壓。在此設計中，未填充 C11，目的是保持較低的傳播延遲。

圖 2-4 二極管壓降