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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

Punkt G – DC/DC-Tankstrommessung

In diesem Abschnitt werden die Strommessanforderungen am Schalttank – Punkt G beschrieben. In einem resonanten bidirektionalen isolierten CLLLC-DC/DC-Wandler ist eine Nulldurchgangserkennung (ZCD) für die synchrone Gleichrichtung erforderlich, die dazu beitr?gt, den Leitungsverlust zu reduzieren und die Systemeffizienz zu verbessern.

Abbildung 100 Strommessung am prim?ren oder sekund?ren Tank eines isolierten DC/DC-Wandlers

In Abbildung 100zeigen die zwei grünen Cursorlinien die Ausbreitungsverz?gerung zwischen Nulldurchgang und sekund?rseitiger FET-Einschaltung an.

Abbildung 101 Ausbreitungsverz?gerung der Nulldurchgangserkennung

Eine hochmoderne Implementierung des ZCD-Schaltkreises in CLLLC-Topologie besteht darin, einen Stromwandler (CT) oder eine Rogowski-Spule an der Prim?r- und Sekund?rseite in Reihe mit dem Resonanzkondensator zu schalten. Typische Ausbreitungsverz?gerungen des CT- oder Rogowski-Spulenansatzes liegen zwischen 100 ns und 200 ns. Diese Verz?gerung kann zu erheblichen Verlusten in einer CLLLC-Topologie führen, die sich negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des DC/DC-Wandlers auswirken. Bei einem Spitzenstrom von ca. 30 A, einer Resonatschaltfrequenz von 500 kHz und einer Einschaltverz?gerung von 100 ns führt die Body-Diode (bei einer Durchlassspannung von 4,5 V) 9,3 A, bis der FET eingeschaltet wird, was zu einem Energieverlust in der Spitze von ca. 42 W pro FET führt.

Ein alternativer Ansatz ist dargestellt in Abbildung 102. Hier wird die mitschwingended Kondensatorspannung in Verbindung mit einer Differenzierschaltung implementiert, um den sinusf?rmigen Strom zu erzeugen. Das neu entstehende Sinussignal wird durch einen Differential-Single-End-OPA(OPA354) und einen schnellen Komparator (TLV3501) für ZCD weiterverarbeitet.

Abbildung 102 ZCD-Schaltkreis mit ISOW7741, ISOW7841

Das Nulldurchgangssignal wird durch einen digitalen Isolator (ISOW7741 oder ISOW7841) isoliert. Diese digitalen Isolatoren verfügen über integrierte isolierte DC/DC-Wandler, um eine isolierte Stromversorgung für die OPA- und Komparatorbausteine zu erzeugen. Die OPA354, TLV3501 und ISOW7741 weisen Ausbreitungsverz?gerungen von 0,6 ns, 4,5 ns und 10,7 ns auf, was zu einer Gesamtausbreitungsverz?gerung 15,8 ns für das gesamte Design führt, die etwa 10-mal kleiner ist als ein CT- oder Rogowski-Spulenansatz. Nehmen wir die gleiche Schaltfrequenz und den gleichen Spitzenstrom wie im vorherigen Beispiel an, so kann der Spitzenenergieverlust in einem FET von 42 W auf nur 6,7 W reduziert werden (was sich positiv auf den Gesamtwirkungsgrad auswirkt).