GERA035B February 2019 – June 2024 AMC1035 , AMC1035-Q1 , AMC1100 , AMC1106E05 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1204-Q1 , AMC1210 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301-Q1 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1303E0510 , AMC1303E0520 , AMC1303E2510 , AMC1303E2520 , AMC1303M0510 , AMC1303M0520 , AMC1303M2510 , AMC1303M2520 , AMC1304L05 , AMC1304L05-Q1 , AMC1304L25 , AMC1304L25-Q1 , AMC1304M05 , AMC1304M05-Q1 , AMC1304M25 , AMC1304M25-Q1 , AMC1305L25 , AMC1305L25-Q1 , AMC1305M05 , AMC1305M05-Q1 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306E05 , AMC1306E25 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1411 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3302 , AMC3302-Q1 , AMC3306M05 , AMC3306M25 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1 , ISO121 , ISO122 , ISO124 , ISO224
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Industrieanwendungen wie Motorantriebe, Photovoltaik-Inverter und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) sowie Fahrzeuganwendungen wie Onboard-Ladegeräte (OBCs), Traktionswechselrichter und DC/DC-Wandler arbeiten mit hohen Spannungs- und Stromstärken, um den Gesamtwirkungsgrad und den Leistungsdurchsatz zu optimieren. Diese Systeme sind rauen Umgebungen wie beispielsweise elektrischen Störungen, Vibrationen, mechanischen Erschütterungen, extremen Temperaturen und dem Eindringen von Verunreinigungen ausgesetzt. Solche Systeme erfordern eine robuste und zuverlässige galvanische Trennung, um Hochspannung von Niederspannungsschaltungen zu isolieren. Die an diesen hohen Spannungen gemessenen Rückkopplungssignale sind durch isolierte Verstärker oder isolierte Modulatoren galvanisch von den Niederspannungscontrollern getrennt.
In diesem Dokument werden isolierte Verstärker und isolierte modulatorbasierte Designs verglichen und eine Reihe von einzigartigen Vorteilen isolierter modulatorbasierter Designs erläutert.
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Abbildung 1-1 Zeigt die Implementierung eines auf isolierten Verstärkern basierenden Messdesigns.
Die Eingangsstufe eines isolierten Verstärkers besteht aus einem Eingangsverstärker, der einen Delta-Sigma (ΔΣ)-Modulator ansteuert. Die Verstärkung des Eingangsverstärkers ist fest und wird durch interne Präzisionswiderstände eingestellt. Der ΔΣ-Modulator wandelt das analoge Eingangssignal anhand der internen Referenzspannung und des Taktgenerators in einen digitalen Bitstrom um. Die Treiber übertragen den Ausgang des Modulators über eine Isolationsbarriere, die den Hoch- und den Niederspannungsbereich trennt. Der empfangene Bitstrom und der Taktgeber werden synchronisiert und von einem analogen Tiefpassfilter auf der Niederspannungsseite verarbeitet und als analoges Ausgangssignal dargestellt.
Der Differenzausgang eines isolierten Verstärkers wird häufig in einen einseitig geerdeten Analogausgang mit einer auf einem Operationsverstärker basierenden Schaltung umgewandelt. Dieser Operationsverstärker-basierte Schaltkreis kann auch einen Tiefpassfilter implementieren, um die Signalbandbreite weiter auf eine gewünschte Bandbreite zu reduzieren und dadurch die Rauschleistung des Systems zu verbessern.
Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC), entweder extern oder intern am Mikrocontroller (MCU) oder digitalen Signalprozessor (DSP), empfängt diesen analogen Rückkopplungsausgang und konvertiert diesen in den digitalen Bereich zurück.