KOKA046 September   2023 AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1311 , AMC1350 , AMC1351

 

  1.   1
  2.   요약
  3.   상표
  4. 1머리말
  5. 2부트스트랩 전원 공급 장치 설계
    1. 2.1 충전 펌프 커패시터 선택
    2. 2.2 TINA-TI에서 시뮬레이션
    3. 2.3 AMC1311-Q1을 사용한 하드웨어 테스트
  6. 3요약
  7. 4참조

2.2 TINA-TI에서 시뮬레이션

시뮬레이션 모델그림 2-3 시뮬레이션 모델

VS1은 LDO의 출력이고, VG1은 PWM 신호를 시뮬레이션하는 데 사용되며, IS1은 절연 증폭기에서 유입되는 부하를 시뮬레이션합니다. VS1은 6V이고 다이오드 전체의 전압 강하는 300mV이므로, 부트스트랩의 최대 출력은 5.4V입니다. VG1은 듀티 사이클이 50%인 20kHz, 50Vpp PWM 신호를 소싱합니다. C1은 4개의 다른 커패시터 값을 통과합니다.

커패시터 값 비교그림 2-4 커패시터 값 비교
표 2-1 서로 다른 커패시터를 사용한 정상 상태 출력 전압
커패시터 값(μF) 정상 상태 리플(mV) 평균 정상 상태 값(V)
3.3 53.6 5.215
4.7 37.7 5.200
6.8 25.8 5.215
10 17.7 5.215

그림 2-4에는 동일한 PWM 신호를 가진 4개의 서로 다른 커패시터 값이 나와 있습니다. 표 2-1은 다른 커패시터의 정상 상태 출력 전압을 보여줍니다. 어떤 커패시터도 이론상의 최대 정상 상태 값인 5.4V에 도달하지 않는 것을 알 수 있습니다. 하지만 리플이 감소하면 시작 시간이 확실히 증가합니다. 4.7μF의 신호가 시작 시간과 리플 사이의 균형을 잘 이룹니다.

부트스트랩 회로의 시작 시간과 정상 상태 리플은 입력 PWM 신호의 주파수 및 듀티 사이클에 따라 달라집니다. 시뮬레이션에서 C1을 단일 값으로 설정하고 VG1에 의해 생성되는 PWM 신호를 변경함으로써 이를 확인할 수 있습니다.

PWM 주파수 변경그림 2-5 PWM 주파수 변경
표 2-2 서로 다른 주파수를 사용한 시작 시간 및 정상 상태 전압
PWM 주파수(kHz) 정상 상태 리플(mV) 평균 정상 상태 값(V)
10 75.1 5.190
20 37.7 5.200
50 14.7 5.200

C1은 4.7μF이며 PWM 신호는 50Vpp 진폭과 50% 듀티 사이클을 갖습니다. 표 2-2에서 보다시피 주파수는 시작 시간 및 평균 정상 상태에는 너무 큰 영향을 주지 않고 출력 리플에 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다.

PWM 듀티 사이클 변경그림 2-6 PWM 듀티 사이클 변경
표 2-3 서로 다른 듀티 사이클을 사용한 시작 시간 및 정상 상태 전압
PWM 듀티 사이클 정상 상태 리플(mV) 평균 정상 상태 값(V)
20% 14.7 5.245
50% 37.7 5.200
80% 59.9 5.070

C1은 4.7μF이고 PWM 신호는 50Vpp 진폭과 20kHz 주파수를 가집니다. 그림 2-6 및 표 2-3에서 보다시피 시작 시간과 평균 출력이 훨씬 더 많이 영향을 받습니다.

너무 많은 리플은 절연 증폭기의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 바운싱 전원 공급 장치가 출력에서 공통 모드 오류를 유발할 수 있기 때문입니다. 그러나 증폭기가 증폭기의 고압측 전원 공급 장치에 권장되는 최솟값에 도달할 때까지 절연 증폭기는 DUT를 정확하게 측정하는 것으로 확인할 수 없습니다. 예상되는 PWM 출력 신호를 아는 것은 시스템 매개 변수 내에서 효과적인 부트스트랩 회로를 설계하는 데 매우 중요합니다. 그러나 4.7μF 커패시터는 PWM 신호의 듀티 사이클이 50%이고 20kHz 주파수(섹션 2.1 참조)를 가지고 있다고 가정하여 선택한 것이므로 PWM 신호 특성에 따라 최소 커패시턴스를 조정할 수 있습니다(방정식 4 참조).