ZHCY211 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
- 引言
- 隔離式信號(hào)鏈簡(jiǎn)介
- 選擇樹
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電流檢測(cè)
- 隔離式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的分流電阻選型
- 隔離式電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 具有 ±50mV 輸入和單端輸出的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±50mV 輸入和差分輸出的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±250mV 輸入范圍和單端輸出電壓的隔離式電流檢測(cè)電路
- 具有 ±250mV 輸入和差分輸出的隔離式電流測(cè)量電路
- 隔離式過(guò)流保護(hù)電路
- 將差分輸出（隔離式）放大器連接到單端輸入 ADC
- 利用 AMC3311 為 AMC23C11 供電以實(shí)現(xiàn)隔離式檢測(cè)和故障檢測(cè)
- 具有前端增益級(jí)的隔離式電流檢測(cè)電路
- 隔離式分流器和閉環(huán)電流檢測(cè)的精度比較
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電壓感測(cè)
- 利用隔離式電壓檢測(cè)充分提高功率轉(zhuǎn)換和電機(jī)控制效率
- 借助集成高壓電阻隔離式放大器和調(diào)制器提高精度和性能
- 適用于電壓檢測(cè)應(yīng)用且具有差分輸出、單端固定增益輸出和單端比例式輸出的隔離式放大器
- 具有 ±250mV 輸入和差分輸出的隔離式電壓測(cè)量電路
- 使用 AMC3330 進(jìn)行線間隔離式電壓測(cè)量的分接抽頭連接
- 具有隔離放大器和偽差分輸入 SAR ADC 的 ±12V 電壓檢測(cè)電路
- 具有隔離式放大器和差分輸入 SAR ADC 的 ±12V 電壓檢測(cè)電路
- 隔離式欠壓和過(guò)壓檢測(cè)電路
- 隔離式過(guò)零檢測(cè)電路
- 具有差分輸出的 ±480V 隔離式電壓檢測(cè)電路
- EMI 性能
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終端設(shè)備
- 比較 HEV/EV 中基于采樣電阻和基于霍爾傳感器的隔離式電流檢測(cè)解決方案
- 直流電動(dòng)汽車充電應(yīng)用中電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用隔離比較器進(jìn)行故障檢測(cè)
- 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的 UCC23513 光兼容隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)分立式 DESAT
- 交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的隔離式電壓檢測(cè)
- 在服務(wù)器 PSU 中實(shí)現(xiàn)高性能隔離式電流和電壓檢測(cè)
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其他參考設(shè)計(jì)/電路
- 為隔離式放大器設(shè)計(jì)自舉電荷泵電源
- 隔離式調(diào)制器與 MCU 之間的數(shù)字接口的時(shí)鐘邊沿延遲補(bǔ)償
- 利用 AMC3311 為 AMC23C11 供電以實(shí)現(xiàn)隔離式檢測(cè)和故障檢測(cè)
穩(wěn)態(tài)分析：基波電流和過(guò)零電流
在此分析中，電網(wǎng)電流是在開關(guān)節(jié)點(diǎn)（B 點(diǎn)）中進(jìn)行控制的，受控電流的典型曲線如圖 79 所示。圖 79 表明，三個(gè)電流和三個(gè)電壓同相，從而實(shí)現(xiàn)從直流到交流電網(wǎng)的有功功率轉(zhuǎn)換（向電網(wǎng)輸送 11kW）。圖 80 中的放大部分顯示，開關(guān)節(jié)點(diǎn)中的電流由 50Hz 的基波分量以及由二級(jí)轉(zhuǎn)換器開關(guān)引起的重要電流紋波振幅組成。
圖 79 標(biāo)稱負(fù)載為 11kW 時(shí)交流/直流轉(zhuǎn)換器的電網(wǎng)電壓和電流圖 80 是圖 79 的放大圖，顯示了整流器電流以及具有 50Hz 基波諧波的平均電流。
圖 80 t = 0s 時(shí)的放大部分（跨度 100μs）交流和直流之間的電源轉(zhuǎn)換通過(guò)電網(wǎng)頻率控制的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，需要測(cè)量電流（例如 I_L1_B_AVG）的基波諧波，并確保其振幅正確且沒(méi)有重要相位延遲，然后傳輸給 MCU。50Hz 或 60Hz 分量可以通過(guò)采樣技術(shù)（例如同步采樣、平均控制等）獲得。通過(guò)采用這些技術(shù)，數(shù)字控制環(huán)路中不會(huì)引入重要的相位延遲，從而使環(huán)路響應(yīng)更快12。然而，電流傳感器具有帶寬限制，因此并非理想的選擇。電流傳感器可能導(dǎo)致 MCU 端子上出現(xiàn)重要的相位延遲和振幅誤差。此誤差可能會(huì)影響到交換的有功功率和無(wú)功功率，并可以使用方程式 47 表示。
其中
- φ 是測(cè)量電流與實(shí)際電流之間的相位延遲
- fe 是測(cè)量信號(hào)的電氣頻率，對(duì)于該應(yīng)用，該頻率等于 50Hz 或 60Hz
- τ 是測(cè)量鏈呈現(xiàn)低通濾波器行為的常量時(shí)間
通過(guò)使用方程式 47，當(dāng)截止頻率高于電網(wǎng)電氣頻率 100 倍（當(dāng)電網(wǎng)頻率為 60Hz 時(shí)為 6kHz）時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)小于 0.6° 的相位角延遲。這種相移會(huì)導(dǎo)致 50Hz 或 60Hz 的有功和無(wú)功受控功率出現(xiàn)可忽略的誤差。用于進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換的組件具有 6kHz 帶寬，這對(duì)于控制電網(wǎng)電流來(lái)說(shuō)已經(jīng)綽綽有余。
通常，50Hz 或 60Hz 并不是唯一要控制的頻率成分，電網(wǎng)電流中還存在由功率級(jí)中死區(qū)時(shí)間引入的更高頻率分量，從而導(dǎo)致 THD 顯著增加。必須通過(guò)測(cè)量來(lái)捕獲高頻分量，以便 MCU 可以對(duì)這些分量進(jìn)行校正，從而使用軟件消除。增加死區(qū)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致更高的失真，特別是在電流過(guò)零（即 11ms）處，如圖 81 所示。該圖顯示了 A 點(diǎn)處的電流波形，該波形對(duì)應(yīng)于工作功率為 11kW 的交流/直流轉(zhuǎn)換器在控制器的死區(qū)時(shí)間發(fā)生變化時(shí)所消耗的電流情況。上面的圖展示了具有 250ns 死區(qū)時(shí)間的電流波形，下面的圖展示了具有 1.5μs 死區(qū)時(shí)間的電流波形。
圖 81 當(dāng)死區(qū)時(shí)間為 250ns 和 1.5μs 時(shí)從 PCC 消耗的電流（50Hz 工作頻率）過(guò)長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致顯著的 THD 而超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制。為了符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要么需要使用大型輸出濾波器，要么必須提供足夠的軟件控制。為了補(bǔ)償這種干擾，人們開發(fā)了多種控制技術(shù)；然而，所有這些選項(xiàng)都需要足夠的電流傳感器帶寬。為了確定最低帶寬要求，這里對(duì)電流波形進(jìn)行了快速傅里葉變換 (FFT) 來(lái)分析干擾的頻率成分。
圖 82 所示為電網(wǎng)需要全功率時(shí) PCC 中電流的 FFT 結(jié)果。
圖 82 圖 2-6 中所示電流的 FFT 以及放大部分 (50Hz)圖 82 中需要補(bǔ)償?shù)淖钪匾l率是第 5、13 和 17 次諧波，分別對(duì)應(yīng)著電網(wǎng)工作頻率為 50Hz 時(shí)的 250Hz、650Hz 和 850Hz。相應(yīng)地，當(dāng)電網(wǎng)工作頻率為 60Hz 時(shí)，這些頻率分別為 300Hz、780Hz 和 1020Hz。通過(guò)將新頻率代入方程式 47 可以得到，需要提供 102kHz 的電流檢測(cè)級(jí)最小帶寬，以確保對(duì)諧波進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。
總之，從穩(wěn)態(tài)分析來(lái)看，在 60Hz 電網(wǎng)中，當(dāng) PFC 級(jí)存在重要的死區(qū)時(shí)間時(shí)，需要 102kHz 的最小帶寬來(lái)改善電流的總諧波失真。當(dāng)電網(wǎng)工作頻率為 50Hz 時(shí)，最小帶寬可以縮小至 95kHz。無(wú)論是在 A 點(diǎn)還是 B 點(diǎn)，都需要電流傳感器帶寬，具體取決于電流受控位置，因?yàn)樗绤^(qū)時(shí)間產(chǎn)生的諧波含量在這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中是相同的。這是因?yàn)?EMI 濾波器（見圖 76）針對(duì)更高的頻率成分進(jìn)行了優(yōu)化；因此，在低頻下無(wú)法實(shí)現(xiàn)重要的緩解作用。