GERA013 July 2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1306E05 , AMC3302 , AMC3302-Q1 , TLV6002 , TLV9002
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Stromquelle | Eingangsspannung | Ausgangsspannung | Einzelne Stromversorgung | ||
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IIN MIN | IIN MAX | VIN DIFF, MIN | VIN DIFF, MAX | VOUT SE | VDD |
-50A | 50A | -50mV | 50mV | 55mV bis 4,945V | 5V |
Designbeschreibung
Dieser isolierte bidirektionale Strommessschaltkreis mit einzelner Stromversorgung kann Lastströme von –50 A bis 50 A genau messen. Der lineare Bereich des Eingangs beträgt –50 mV bis 50 mV mit einem differenziellen Ausgangsspannungshub von –2,05 V bis 2,05 V und einer Gleichtaktspannung am Ausgang (VCM) von 1,44 V. die Verstärkung des isolierten Verstärkerschaltkreises ist auf 41 V/V festgelegt. Eine Sekundärverstärkerstufe mit TLV9002wandelt die differenzielle Ausgangsspannung in eine einseitig geerdete Ausgangsspannung von 55 mV bis 4,945 V um. Die gesamte Signalkette arbeitet auf einer einzigen 5,0 V-Schiene.
Dieser Schaltkreis eignet sich für viele industrielle Hochspannungsanwendungen wie Solarwechselrichter, Motorantriebe und Schutzrelais. Die Gleichungen und Erklärungen zur Komponentenauswahl in diesem Design können auf der Grundlage der Anforderungen und Systemspezifikationen des Endgerätes angepasst werden.
Designhinweise
Designschritte
Gleichstromübertragungskennlinie
Die folgenden Diagramme zeigen die simulierten DC-Eigenschaften des unsymmetrischen Ausgangs des Verstärkers TLV9002 und des Differenzausgangs AMC3302. Beide Diagramme zeigen, dass die Ausgänge bei ±50 A linear sind.
Ergebnisse der AC-Simulation im geschlossenen Regelkreis
Die folgende AC-Abtastung zeigt die Wechselstromübertragungskennlinie des unsymmetrischen Ausgangs. Da der AMC3302 eine Verstärkung von 41 V/V aufweist und eine Verstärkung von 1,2 V/V mit der Umwandlung von differenziell in unsymmetrisch erfolgt, ist die im Folgenden dargestellte Verstärkung von 33,83 dB zu erwarten.
Ergebnisse der Transienten Simulation
Die folgende Transientensimulation zeigt die Ausgangssignale des AMC3302 und TLV9002 von –50 A bis 50 A. Der Differenzausgang des AMC3302 beträgt wie erwartet ±2,05 Vpk-Spitze und der unsymmetrische Ausgang beträgt 4,89 Vpk-Spitze und schwingt von 55 mV bis 4,945 V.
Designreferenzen
Eine umfassende Schaltkreisbibliothek von TI finden Sie in Analog Engineer's Circuit Cookbooks.
Anwendungshinweis von Texas Instruments: Anbindung eines (isolierten) Verstärkers mit Differenzausgang an einen A/D-Wandler mit unsymmetrischem Eingang .
Design empfohlener isolierter Verstärker
AMC3302 | |
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Arbeitsspannung | 1200 VRMS |
Verstärkung | 41 V/V |
Bandbreite | TYP mit 340 kHz |
Linearer Eingangsspannungsbereich | ±50 mV |
AMC3302 |
Design von Differenzial- zu unsymmetrischen Verstärkern
TLV9002 | |
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Vcc | 1,8 V bis 5,5 V |
Vincm, Vout | Rail-to-Rail |
Vos | ≤400 µV |
IQ | 60 µA |
UGBW | 1 MHz |
SR | 2 V/µs |
TLV9002 |
Design eines alternativen Isolierverstärkers
AMC3301 | |
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Arbeitsspannung | 1200 VRMS |
Verstärkung | 8,2 V/V |
Bandbreite | TYP mit 334 kHz |
Linearer Eingangsspannungsbereich | ±250 mV |
AMC3301 |
Design eines alternativen Differenzial- zu unsymmetrischem Verstärker
TLV6002 | |
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Vcc | 1,8 V bis 5,5 V |
Vincm, Vout | Rail-to-Rail |
Vos | ≤750 µV |
IQ | 75 µA |
UGBW | 1 MHz |
SR | 0,5 V/µs |
TLV6002 |