JAJU926 March   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMCS1123
      2. 2.3.2 ADS7043
      3. 2.3.3 AMC1035
      4. 2.3.4 REF2033
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 ホール エフェクト電流センサの回路設計
    2. 3.2 A/D コンバータ
      1. 3.2.1 デルタ シグマ変調器
        1. 3.2.1.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.1.2 入力フィルタリング
        3. 3.2.1.3 MCU へのインターフェイス
      2. 3.2.2 12 ビット SAR ADC
        1. 3.2.2.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.2.2 入力フィルタ
        3. 3.2.2.3 MCU へのインターフェイス
    3. 3.3 電源および基準電圧
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 テスト設定
      1. 4.3.1 注意事項
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 DC 性能
        1. 4.4.1.1 AD 変換後の出力電圧ノイズおよび ENOB
        2. 4.4.1.2 直線性と温度ドリフト
      2. 4.4.2 AC 性能
        1. 4.4.2.1 SNR の測定
        2. 4.4.2.2 レイテンシ テスト
      3. 4.4.3 PWM 除去
      4. 4.4.4 過電流応答
      5. 4.4.5 隣接電流除去
      6. 4.4.6 電源除去比
      7. 4.4.7 デジタル インターフェイス
  11. 5他社デバイスとの性能比較
    1. 5.1 有効ビット数
    2. 5.2 レイテンシ
    3. 5.3 PWM 除去
  12. 6設計とドキュメントのサポート
    1. 6.1 デザイン ファイル
      1. 6.1.1 回路図
      2. 6.1.2 BOM
      3. 6.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 6.1.3.1 レイアウト プリント
    2. 6.2 ツールとソフトウェア
    3. 6.3 ドキュメントのサポート
    4. 6.4 サポート・リソース
    5. 6.5 商標
  13. 7著者について

3.1 ホール エフェクト電流センサの回路設計

TMCS1123 は、8mm 以上の空間距離および沿面距離で ±1300V の強化絶縁動作電圧に対応しています。3.3V 電源の場合、TMCS1123Bx のゼロ電流出力は 1.65V であり、0V～3.3V のユニポーラ フルスケール アナログ出力を備えた双方向電流センシングを目的としています。TMCS1123Bx は、さまざまな感度のバリアントがあり、3.3V 電源で ±10.3A～±62A の広い電流測定範囲をサポートします。

GUID-20240216-SS0I-ZT6Q-XFRW-1PNJ3D1HBQT8-low.svg図 3-1 ホールセンサ TMCS1123 の回路図

このリファレンス デザインでは、TMCS1123B1 を DC および AC ノイズ テストに使用し、B3 バージョンをノイズ耐性、過電流検出、レイテンシの各テストに使用します。B1 バージョンの場合、感度は 25mV/A 、線形入力電流範囲は ±62A です。B3 バージョンの場合、感度は 75mV/A 、線形入力電流範囲は ±20.7A です。VREF ピンは 1.65V の定電圧を出力し、ADC の負入力に接続して疑似差動入力を形成できるため、ノイズ耐性の向上に役立ちます。

OC ピンおよび FAULT ピンはどちらもオープンドレイン出力なので、プルアップ抵抗が必要です。この設計では、OC ピンおよび FAULT ピンを 10kΩ プルアップ抵抗経由で 3.3V 電源に接続します。OC ピンについては、シュミット トリガ SN74LVC1G17 を使用してノイズをフィルタ処理し、誤トリガを防止します。 R19 および C15 はノイズを除去します。デフォルトの遅延 td は 式 1 で計算できます。

式 1. t d = R 19 C 15 = 1 μ s

VOC は、過電流検出スレッショルドの設定に使用されます。VOC は、式 2 で計算でき ます。

式 2. V O C = S × I O C 2 . 5

ここで、

  • S はホールセンサの感度です。TMCS1123B1 の場合 S = 25mV/A、TMCS1123B3 の場合 S = 75mV/A
  • IOC は過電流スレッショルドです。

40A のスレッショルドを設定するには、 VOC を 1.2V にする必要があります。

抵抗分圧器 R22 および R23 は、式 3 で計算できます。

式 3. R 23 R 22 + R 23 = V O C V s

R23 として 7.87kΩ を選択すると、R22 は 13.77kΩ にする必要があります。