電圧センシング ソリューション
より高い精度と信頼性で、AC 電圧と DC 電圧を測定
より高精度の電圧センシングを実現し、安全で効率的な電力変換、モーター制御、バッテリ監視に貢献
絶縁型と非絶縁型の電圧センシング ソリューションで構成された TI の幅広い製品ラインアップを採用すると、AC と DC の高精度電圧測定を実現し、システム性能を最大限に高めることができます。TI のソリューションは高度な統合を通じて、外部部品点数の低減、基板面積の節減、システム コストの削減に貢献します。TI の電圧センシング テクノロジーは、数十年にわたる革新を土台としています。開発中の設計でこれらを活用すると、より高精度の測定を行い、精密な制御と保護を実現しやすくなります。
電圧センシング分野の設計における TI 製品の利点
クラス最高の精度
TI の各種電圧センシング ソリューションは、温度ドリフトと寿命全体にわたるドリフトがどちらも非常に小さいため、設計者はキャリブレーションなしで誤差 1% 未満という精度で電圧測定を実施できます。
性能と信頼性を最大化するために製作
最大 400kHz の帯域幅、短い伝搬遅延、高い電磁適合性 (EMC) 耐性を通じて、信頼性の高い性能を実現します。
スケーラブルな製品ラインアップ
TI の製品ラインアップを活用すると、コスト最適化ソリューションから高性能ソリューションに至るまで、開発中の設計に最適なパーツを選定できるフレキシビリティを確保できます。
設計のいっそうのシンプル化
外部部品点数の低減を通じて基板のレイアウトと設計を効率化し、システム レベルのキャリブレーションの不要化を通じて製造の時間短縮とコスト削減を実現することができます。
絶縁型電圧センシング ソリューション
TI の高電圧抵抗を内蔵しているため、システム効率の向上とボード面積の節減を実現可能
高電圧抵抗は、高電圧抵抗ラダーを、TI の絶縁型アンプや変調器デバイスに統合したものです。
利点:
- 最大 15 個の外部高電圧抵抗が不要になるため、システム レベルのコストを削減し、ソリューション サイズを最大 50% 小型化できます。
- システム レベルのキャリブレーションが不要になるため、製造の時間とコストを節減できます。
- ディスクリート抵抗に比べて温度ドリフトや寿命全体にわたるドリフトが非常に小さいため、外部抵抗を必要とするキャリブレーションを行わずに、誤差 1% 未満の精度で電圧を測定できます。
Increased Accuracy and Performance with Integrated High Voltage Resistor Isolated Amplifiers and Modulators (Rev. A)
絶縁型電圧センシングによる電力変換およびモーター制御の効率性の最大化 (Rev. A 翻訳版)
内蔵型の高電圧抵抗 に関する主な製品
単一電源電圧で動作する TI の絶縁型コンバータを採用すると、外部のハイサイド電源が不要になります
TI の製品ラインアップが取り揃えている絶縁型アンプと絶縁型変調器は、絶縁型の DC/DC コンバータを内蔵しており、デバイスのローサイドから供給する単一電源電圧で動作させることができます。
利点:
- 複数の位相間での測定など、グランドを基準としない信号を測定する場合、ノイズが多くスペースに制約のあるアプリケーションに適した、斬新なソリューションを実現できます。
- 外部のハイサイド電源を除外する場合、設計のシンプル化と基板面積の節減に役立ちます。
How solid-state relays simplify insulation monitoring designs in high-voltage applications
AMC3311 を使用して、AMC23C11 に絶縁型センシングとフォルト 検出用の電力供給を行う
Simplify your isolated current and voltage sensing designs with single-supply isol
統合型電源 に関する主な製品
マイコン (MCU) との直接インターフェイスを確立でき、外部部品が不要になります
TI の絶縁型電圧センシング デバイスには、固定ゲイン、およびレシオメトリック (可変) ゲインという、2 種類のシングルエンド出力オプションがあります。
利点:
- 固定ゲインおよびレシオメトリックの各シングルエンド出力デバイスは、差動からシングルエンドへの変換を行うオペアンプを内蔵しているため、ソリューションのサイズとシステム コストを削減でき、マイコンとの直接インターフェイスを実現できます。
- レシオメトリック シングルエンド出力デバイスは、マイコン内の A/D コンバータ (ADC) のスイングに合わせて絶縁型電圧センシング アンプの出力スイングを変化させることができるため、測定分解能が向上し、ADC のダイナミック レンジを最大限に活用できます。
差動、シングルエンド固定ゲイン、レシオメトリック出力を備えた電圧センシング アプリケーション向け絶縁型アンプ
絶縁型電圧センシングによる電力変換およびモーター制御の効率性の最大化 (Rev. A 翻訳版)
シングルエンド出力 に関する主な製品
絶縁型電圧センシング アンプと変調器で構成された TI の製品ラインアップをご確認ください
TI の差動出力、絶縁型電圧センシング アンプの特長:
- ノイズの多い環境での高いシグナル インテグリティ。
- 信頼性の高い動作に貢献する、高い同相過渡耐性。
- マルチソース (複数の供給源に対応) ソリューション。
High-Accuracy Isolated Voltage Measurement in HEV/EV Subsystems Using AMC1311-Q1
高信頼性と低コストを両立させる絶縁技術により高電圧設計の様々な課題を解決 (Rev. C 翻訳版)
絶縁型アンプと絶縁型変調器の比較 (Rev. B 翻訳版)
差動出力 に関する主な製品
強化絶縁型、基本絶縁型、機能絶縁型いずれかのアンプや変調器を選択可能
TI の絶縁型電圧センシング デバイスは、機能絶縁、基本絶縁、強化絶縁という 3 種類の絶縁定格のいずれかを入手できます。
利点:
- 機能絶縁型デバイスは、1mm の沿面距離と空間距離、200VRMS の動作電圧に対応しています。
- 基本絶縁型デバイスは、4mm の沿面距離と空間距離、800VRMS の動作電圧に対応しています。
- 強化絶縁型デバイスは、8.5mm の沿面距離と空間距離、1,500VRMS の動作電圧に対応しています。
- 幅の広いパッケージに封止した強化絶縁デバイスは、15.7mm の沿面距離、14.7mm の空間距離、2,000VRMS の動作電圧に対応しています。
TI 初の超広範囲の沿面距離と空間距離に対応した絶縁型アンプ
Understanding isolation terminology and relevance
複数の絶縁定格 に関する主な製品
主なアプリケーションの概要
TI の統合型電圧センシング ソリューションを採用すると、EV システムの設計小型化、低コスト化、効率化が容易になります
DC/DC コンバータ、オンボード チャージャ、トラクション インバータ、バッテリ管理システムで TI の絶縁型電圧センシング デバイスを採用すると、航続距離の最大化と電力効率の改善に役立ちます。力率補正 (PFC) 段、DC 電圧センシング、接触器センシングなどで AC 電圧センシングを実施すると、測定精度が向上します。
主なリソース
- TIDM-02014 – 車載対応、大電力、高性能、SiC トラクション・インバータのリファレンス・デザイン
- PMP22650 – GaN ベース、6.6kW、双方向 オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
- TIDA-01606 – 10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス・デザイン
- AMC0386-Q1 – 車載、抵抗分圧器内蔵、外部クロック搭載、AC 入力絶縁型変調器
- AMC0311R-Q1 – 車載、DC 電圧センシング向け、レシオメトリック出力、2V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC0330R-Q1 – 車載、AC 電圧センシング向け、レシオメトリック差動出力、±1V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC038XEVM – AMC038x の評価基板
- DIYAMC-0-EVM – DIY 絶縁型アンプと変調器向け、ユニバーサル評価基板
AC チャージャと DC チャージャ、ESS で高精度の電圧測定を実施すると、電力供給を強化し、消費電力を節減することが可能
電気自動車 (EV) チャージャ、エネルギー ストレージ システム (ESS)、ソーラー エネルギー システムそれぞれの内部で TI の各種絶縁型電圧センシング デバイスを使用すると、充電精度の向上と電力損失の低減に役立ちます。力率補正 (PFC) 段、DC 電圧センシング、接触器センシングで AC 電圧センシングを実施すると、測定精度が向上します。
主なリソース
- TIDA-01606 – 10kW、双方向、3 相、3 レベル (T タイプ) インバータと PFC のリファレンス・デザイン
- TIDA-010933 – GaN ベース、1.6kW、双方向、マイクロインバータのリファレンス デザイン
- TIDA-010232 – 高電圧の EV (電気自動車) 充電とソーラー・エネルギー分野の絶縁監視に適した AFE (アナログ・フロント・エンド) のリファレンス・デザイン
- AMC0386-Q1 – 車載、抵抗分圧器内蔵、外部クロック搭載、AC 入力絶縁型変調器
- AMC0311R-Q1 – 車載、DC 電圧センシング向け、レシオメトリック出力、2V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC0330R-Q1 – 車載、AC 電圧センシング向け、レシオメトリック差動出力、±1V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC038XEVM – AMC038x の評価基板
- DIYAMC-0-EVM – DIY 絶縁型アンプと変調器向け、ユニバーサル評価基板
- TI 初の超広範囲の沿面距離と空間距離に対応した絶縁型アンプ – アプリケーション概要
- 高信頼性と低コストを両立させる絶縁技術により高電圧設計の様々な課題を解決 (Rev. C 翻訳版) – ホワイト・ペーパー
TI の絶縁型電圧センシング ソリューションを採用すると、モーター効率や電力効率の最大化、システム コストの最適化、信頼性の向上を実現可能
AC インバータやサーボ ドライブのようなモーター ドライブ システムで TI の絶縁型電圧センシング デバイスを採用すると、モーター制御や電力効率の改善に役立ちます。グリッドから電力を供給される AC インバータで AC 電圧センシングを実施し、サーボ ドライブや、DC リンクの両端から電力を受け取る AC インバータで DC 電圧センシングを実施します。
主なリソース
- TIDA-01541 – 3 相インバータ向け高帯域幅位相電流 / DC-Link 電圧センシングのリファレンス・デザイン
- TIDA-010255 – ロボットとサーボ ドライブ向け、230VAC、2kW、3 相、GaN インバータのリファレンス デザイン
- TIDA-00366 – 電流 / 電圧 / 温度保護機能搭載、強化絶縁型 3 相インバータのリファレンス・デザイン
- AMC0386-Q1 – 車載、抵抗分圧器内蔵、外部クロック搭載、AC 入力絶縁型変調器
- AMC0311R-Q1 – 車載、DC 電圧センシング向け、レシオメトリック出力、2V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC0330R-Q1 – 車載、AC 電圧センシング向け、レシオメトリック差動出力、±1V 入力、強化絶縁型アンプ
- AMC038XEVM – AMC038x の評価基板
- DIYAMC-0-EVM – DIY 絶縁型アンプと変調器向け、ユニバーサル評価基板
- AC モーター ドライブの絶縁型電圧検出 – Analog Design Journal
非絶縁型の電圧センシング ソリューション
高精度の抵抗ペアを使用して、高精度の高電圧センシングを実現
TI の IC パッケージに封止済みの高電圧抵抗デバイダは、高電圧の精密な減衰を実現し、ダウンストリームで低電圧部品を使用して安全に実装するのに役立ちます。
シングルチップへの集約を通じてソリューション全体のサイズを小型化し、規定の最大レシオメトリック ドリフトを通じて精度を向上させ、露出ポイントの減少を通じて複数の個別抵抗を接続したチェーンに比べて基板レベルのリーク電流を低減することができます。TI の高精度マッチング抵抗製品ラインアップは、ディスクリート差動アンプを製作するためのネットワークも取り揃えており、差動からシングルエンドへの変換の際に高精度を確保できます。
グランドを基準として相対的な電圧を測定
シングルエンドの電圧センシングには、共通のグランド リファレンスを基準とした相対的な電圧信号を測定することが関係します。これは、最小限の複雑さで信号のバッファまたは増幅を行う簡明な方法です。TI の各種アンプは、高精度とコストの両方を重視するアプリケーションで、高精度かつ高信頼性のシングルエンド電圧センシングを実現できる設計を採用しています。
高精度センシング向けに、広い同相電圧に対処する、差動からシングルエンドへの変換
TI の各種差動アンプは、最大 ±275V の広い同相範囲とユニティ ゲイン動作をサポートしており、高電圧の高精度センシング アプリケーションで差動入力からシングルエンド出力への変換を可能にします。これらのアンプは薄膜高精度抵抗を内蔵し、独自の e-Trim™ テクノロジーを採用しているため、小さいゲイン誤差と高い同相除去を通じて高精度の性能を実現します。
広い同相差動入力電圧範囲を ±10V の ADC 入力電圧範囲に変 換する回路 (Rev. A 翻訳版)
Supporting High Voltage Common Mode Using Difference Amplifier
Supporting High Voltage Common Mode Using Difference Amplifier
広い同相電圧範囲にわたる電力監視を通じて、開発中システムの最適化に貢献
システム サイズを小型化し、コストを削減すると同時に、高性能を維持します。TI のデジタル電力モニタは、シングルチップ ソリューションで、電圧、電流、電力、エネルギー、充電量を測定することができます。この製品ラインアップは、アラート機能を搭載した複数のバージョンや、1,000A ~ 100mA の範囲で複数の桁に対応する電流センシングを実行する能力、または TI の EZShunt™ テクノロジーを使用する内蔵シャントを取り揃えています。
TI の電力計測向け A/D コンバータ (ADC) は、複数チャネルの高精度かつ同時サンプリングをサポートすると同時に、広いダイナミック レンジや低消費電力を実現します。
デジタル電流センサによる電力とエネルギーの監視
How EZShunt Technology Simplifies and Reduces Error in Shunt-Based Designs
過電圧、低電圧、過渡的なスパイクに対する保護を実現する電圧センシング機能
保護を目的とする電圧センシングは、潜在的な損傷や精度の不足から電圧測定システムを保護するのに役立ちます。これが搭載しているのは、過電圧レベルを管理する過電圧保護機能、電圧低下中にシステムの信頼性を維持する低電圧保護機能、高速スパイクやサージからの保護を実現する過渡保護機能です。
TI の製品ラインアップは、高速アンプと、リファレンスを内蔵したアンプやコンパレータで構成されており、厳しい条件が要求されるアプリケーションで迅速な応答と高精度測定能力を実現できます。