GERA024 December   2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1306M05 , AMC22C11 , AMC22C12 , AMC23C10 , AMC23C11 , AMC23C12 , AMC23C14 , AMC23C15 , AMC3302 , AMC3306M05

 

  1.   1
  2.   Kurzfassung
  3.   Marken
  4. 1Einführung
    1. 1.1 DC-Ladestation für Elektrofahrzeuge
    2. 1.2 Auswahl der Strommesstechnologie und äquivalentes Modell
      1. 1.2.1 Strommessung mit Shunt-basierter Lösung
      2. 1.2.2 Äquivalenzmodell der Sensortechnologie
  5. 2Strommessung in AC/DC-Wandlern
    1. 2.1 Grundlegende Hardware und Steuerungsbeschreibung von AC/DC
      1. 2.1.1 AC Stromregelkreise
      2. 2.1.2 Gleichspannungsregelkreis
    2. 2.2 Punkt A und B – AC/DC AC-Phasenstrommessung
      1. 2.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
        1. 2.2.1.1 Stationäre Zustandsanalyse: Grund- und Nulldurchgangs-Ströme
        2. 2.2.1.2 Transientenanalyse: Sprungleistung und Spannungseinbruchverhalten
      2. 2.2.2 Auswirkungen der Latenz
        1. 2.2.2.1 Fehleranalyse: Kurzschluss im Stromnetz
      3. 2.2.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
        1. 2.2.3.1 Spannungsstörung in AC/DC durch Verstärkungsfehler
        2. 2.2.3.2 AC/DC-Antwort auf durch Verstärkungsfehler verursachte Stromversorgungsstörung
      4. 2.2.4 Auswirkungen des Offset
    3. 2.3 Punkt C und D – AC/DC DC-Link-Strommessung
      1. 2.3.1 Auswirkungen der Bandbreite auf die Feed-Forward-Leistung
      2. 2.3.2 Auswirkungen der Latenz auf den Schutz der Leistungsschalter
      3. 2.3.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers auf die Leistungsmessung
        1. 2.3.3.1 Transientenanalyse: Feed Forward in Punkt D
      4. 2.3.4 Auswirkungen des Offset
    4. 2.4 Zusammenfassung der positiven und negativen Punkte an den Punkten A, B, C1/2 und D1/2 sowie Produktvorschläge
  6. 3Strommessung in DC/DC-Wandlern
    1. 3.1 Grundlegendes Funktionsprinzip eines isolierten DC/DC-Wandlers mit Phasenverschiebungssteuerung
    2. 3.2 Punkt E, F – DC/DC-Strommessung
      1. 3.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
      2. 3.2.2 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
      3. 3.2.3 Auswirkung des Offsetfehlers
    3. 3.3 Punkt G – DC/DC-Tankstrommessung
    4. 3.4 Zusammenfassung der Sensorpunkte E, F, G und Produktvorschläge
  7. 4Fazit
  8. 5Quellennachweise

1.2.1 Strommessung mit Shunt-basierter Lösung

In diesem Anwendungshinweis wird nur Shunt-basierte Strommessung mit isolierten Verstärkern oder isolierten Delta-Sigma-Modulatoren berücksichtigt. Alle erörterten Produkte verfügen über einen linearen Eingangsspannungsbereich von ±50 mV, der die Verwendung sehr kleiner Shunt-Widerstandswerte ermöglicht, um die Leistung im Vergleich zur Gesamtleistung des Systems gering zu halten.

In der Referenzanwendung haben die Eingangsströme bei einem 11 kW-AC/DC-System einen Maximalwert oder 16 ARMS bei einem 400 VAC- Dreiphasensystem. Dies führt zu ±22,5 Apeak. Mit einem 2 mΩ-Shunt-Widerstand kann die maximale Spannung über den Shunt deutlich unter 50 mV (der Spitzenwert beträgt 45 mV) gehalten werden, was bedeutet, dass bei einer maximalen Leistung von 11 kW die Verlustleistung innerhalb des Shunts nur 0,5 W pro Shunt beträgt. Bei der Annahme von drei Shunts in einem 3-Phasen-System ist der Verlust nach wie vor vernachlässigbar und fügt keinen wichtigen Hot Spot auf der Platine hinzu. Umgekehrt können die Ströme im DC/DC-Wandler bis zu 44 A betragen, wie in Tabelle 1-1 dargestellt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, einen 1 mΩ-Shunt-Widerstand für den 50 mV-Eingangsspannungsbereich des isolierten Verstärkers auszuwählen, der eine Verlustleistung von weniger als 2 W für jeden Messpunkt ergibt (hinsichtlich der 11 kW-Gesamtleistung vernachlässigbar).