KOKA052 Circuit design

절연 증폭기의 입력 전류 범위와 고정 게인을 고려하여 전송 방정식을 결정합니다.

V_{O U T} = I_{i n} \times R_{s h u n t} \times 8.2

최대 션트 저항 값을 결정합니다.

R_{S H U N T} = \frac{V_{i n M a x}}{I_{i n M a x}} = \frac{250 m V}{10 A} = 25 m Ω

최소 션트 레지스터 전력 손실을 결정합니다.

P o w e r R_{S H U N T} = {I_{i n M a x}}^{2} \times R_{S H U N T} = 100 A \times . 025 Ω = 2.5 W

3.3V ADC와 인터페이스하기 위해 AMC3301 및 TLV9002는 모두 3.3V 공급 전압에서 작동할 수 있으므로 단일 공급 장치를 사용할 수 있습니다.

TLV9002의 채널 1은 채널 2의 단일 종단 출력의 1.65V 공통 모드 전압을 설정하는 데 사용됩니다. 3.3V 공급을 사용하면 간단한 저항 분할기를 사용하여 3.3V를 1.65V로 나눌 수 있습니다. R2의 경우 kΩ를 사용하고, R1은 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

R_{1} = \frac{V_{D D} \times R_{2}}{V_{C M}} - R_{2} = \frac{5 V \times 1000 Ω}{2.5 V} - 1000 Ω = 1000 Ω

TLV9002는 레일 투 레일 연산 증폭기입니다. 그러나 TLV9002의 출력은 공급 레일에서 최대 55mV를 스윙할 수 있습니다. 이 요구 사항을 충족하기 위해 TLV9002의 단일 종단 출력을 55mV에서 3.245V(3.19Vpk-pk)로 스윙해야 합니다.

AMC3301의 V_outp 및 V_OUTN 출력은 2.05Vpk-pk, 180도 이상, 1.44V의 공통 모드 전압을 갖습니다. 따라서 차동 출력은 ±2.05V 또는 4.1Vpk-pk입니다.

TLV9002의 출력 제한 내에서 유지하기 위해서는 AMC3301의 출력을 3.19/4.1의 배수로 감쇠해야 합니다. R₃ = R₄ 및 R₅ = R₆인 경우, 차동에서 단일 종단 단계로의 다음 전송 기능을 사용하여 R₅ 및 R₆을 계산할 수 있습니다.

V_{O U T_T L V} = (V_{O U T P} - V_{O U T N}) \times (\frac{R_{5,6}}{R_{3,4}}) + V_{C M}

이전에 계산된 TLV9002의 출력 스윙을 사용하고 R₃ 과 R₄를 10kΩ로 선택하면, R₅ 및 R₆을 아래 방정식을 사용하여 7.78kΩ으로 계산할 수 있습니다.

3.245 = (2.465 V - 415 m V) \times (\frac{R_{5,6}}{10 k Ω}) + 1.65

표준 0.1% 저항 값을 사용하면 7.77kΩ을 사용할 수 있습니다. 이는 TLV9002의 제한 내에서 최대 출력 스윙을 제공합니다.

커패시터 C1 및 C2는 저항 R5 및 R6과 병렬로 배치하여 고주파 성분을 제한합니다. R₅ = R₆이고 C₁ = C₂일 때, 차단 주파수는 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times R_{5,6} \times C_{1,2}}

C1 = C2 = 1nF이고 R5 = R6 = 7780Ω 일 때 차단 주파수는 20.45kHz로 계산할 수 있습니다.

f_{c} = \frac{1}{2 \times π \times 7780 Ω \times 1 n F} = 20.45 k H z

설계 단계