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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

Verst?ndnis von Fehlerereignissen in Elektromotorantrieben

Elektromotorantriebe sind anf?llig für verschiedene elektrische Fehlerereignisse. Wie gezeigt in Abbildung 104, tritt ein Shoot-Through-Fehler auf, wenn die benachbarten Leistungsschalttransistoren 1 und 2 versehentlich gleichzeitig eingeschaltet werden. Dieser Fehler kann aus mehreren Gründen auftreten: elektromagnetische St?rung, Fehlfunktion des Mikrocontrollers zur Steuerung der Schalttransistoren oder einfach abgenutzte Schalttransistoren. Dieser Fehler führt zu einem Kurzschluss des DC-Link-Kondensators und kann zu einem katastrophalen Ausfall mit überm??iger Erw?rmung, einem Brand oder sogar einer Explosion führen. Daher ist es unerl?sslich, Shoot-Through-Fehler zu erkennen und Korrekturma?nahmen zu ergreifen, wie zum Beispiel das sehr schnelle Ausschalten des Leistungsschalttransistors.

Abbildung 104 Ein Shoot-Through-Fehler in Elektromotorantrieben.

Wie dargestellt in Abbildung 105, tritt ein Erdschluss auf, wenn die Motorkabel, das Motorgeh?use oder die Motorwicklungen gegen Masse kurzgeschlossen werden. Solche Kurzschlüsse gegen Masse k?nnen aufgrund einer Verschlechterung der dielektrischen Festigkeit in der Isolierung durch überlastung bei Temperatur oder Spannung über einen l?ngeren Zeitraum auftreten. Alte Motoren und Kabel sind anf?lliger für Erdschlussereignisse, die menschliche Bediener einem Stromschlagrisiko aussetzen k?nnen. Daher erfordert ein Erdschluss die Erkennung und Korrekturma?nahmen, wie zum Beispiel das Neuwickeln oder Austauschen des Motors.

Abbildung 105 Erdschluss in Elektromotorantrieben.

Wie dargestellt in Abbildung 106, tritt ein Phase-Phase-Kurzschlussfehler auf, wenn zwischen zwei Wicklungen der beiden Phasen am Stator ein Isolationsbruch auftritt. Diese Phase-zu-Phase-Kurzschlüsse k?nnen aufgrund einer Verschlechterung der dielektrischen St?rke in der Isolierung durch überlastungsbedingungen bei Temperatur oder Spannung über einen l?ngeren Zeitraum auftreten. Dieser kurze Vorgang führt zu einem enormen Anstieg des Statorstroms, was zu potenziellen Sch?den an den IGBTs in der Leistungsstufe führen kann. Alte Motoren und Kabel sind anf?lliger für Phase-Phase-Kurzschlüsse. Wie Erdschluss-Fehler müssen auch Phase-zu-Phase-Fehler erkannt und korrigiert werden, z. B. durch Neuwickeln oder Austauschen des Motors.

Abbildung 106 Ein Phase-zu-Phase-Kurzschluss in Elektromotorantrieben.

überspannung tritt aus mehreren Gründen auf – Rückeinspeisung vom Motor zur DC-Link-Schiene beim Bremsen, schlechte Regelung von anormalen Schaltungslasten der Wechselstromversorgung, Verdrahtungsfehler und Isolationsfehler. überspannung kann zu Spannungsüberlastungen und überstrom führen, die die DC-Link-Kondensatoren und IGBTs besch?digen, die elektrische Isolierung verschlechtern und ein Motorantriebssystem besch?digen oder dessen Lebensdauer verkürzen k?nnen. Es ist ?u?erst wichtig, die thermische Energie durch den IGBT zu begrenzen, indem der Shoot-through, Erdschluss und Phase-zu-Phase-Kurzschlüsse unterbrochen oder reduziert werden, sowie transiente überspannungsbedingungen zu vermeiden.