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

Zusammenfassung der positiven und negativen Punkte an den Punkten A, B, C1/2 und D1/2 sowie Produktvorschläge

Leistungsschalter sind die empfindlichsten Komponenten, die durch Überlast oder Überstrom beschädigt werden können. Die Nähe der Leistungsschalter ermöglicht eine schnellere Fehlererkennung, was dazu führt, dass die Erfassung in B und C von entscheidender Bedeutung ist. Für Punkt B kann die High-Side-Stromversorgung des isolierten Verstärkers mit der High-Side-Gate-Treiberversorgung geteilt werden, und eine schnelle Überstromerkennung (OC) ist möglich. Die Strommessung an Punkt B muss eine hohe Gleichtakt-Transientenimmunität (CMTI) verarbeiten können. Diese Messung kann durch Rauschen während der Leistungsstufenumschaltung beeinflusst werden, insbesondere wenn GaN- oder SiC-Designs übernommen werden. Die präzise Blindleistungsregelung ist am besten möglich an Punkt A, wo die Messung hinter dem Filter weit weg vom Schaltrauschen erfolgt. Der Nachteil ist die Anforderung einer isolierten Stromversorgung an Punkt A. Nur eine langsame OC-Erkennung ist möglich. Tabelle 2-1 fasst die Vor- und Nachteile der verschiedenen Strommesspunkte zusammen. Tabelle 2-2 fasst die Anforderungen zusammen und bietet eine hervorragende Auswahl an Produkten für jeden Punkt.

Tabelle 2-1 Positiv und Negativ der Strommesspunkte A, B, C1/2und D1/2
ABC1D1C2D2
Exakte Leistungsregelung(+)(1)(–)(+)(+)(++)(++)
Feed Forward-Schleifek. A.k. A.(–)(–)(+)(+)
Fehlergeschützt(–)(++)(++)(+)(–)(–)
Gemeinsame Nutzung

Der Stromversorgung

(–)(+)(+)(–)(2)(+)(–)(2)
Präzise Blindleistungsregelung am PCC möglich – Genauigkeit vom Hersteller festzulegen (oft < 1 %)
D1 und D2 benötigen eine potenzialfreie Stromversorgung über VDC+
Tabelle 2-2 AC/DC-Mindestanforderungen und verfügbare Produkte für die Strommessung an den Punkten A, B, C1/2und D1/2
I-SensorpunktPrimär

Anwendungen

Iso-VersorgungsspannungMinimale BandbreiteMaximale Latenz

Angefordert

CMTI
Minimale Genauigkeit(1)TI-Produkte
(ISO-)VERSTÄRKER|
ISO-ΔΣ
AIn der Lage, die Blindleistung präzise anzupassen

Potentialfrei erforderlich

(ISO-VDD1)

> 102 kHzNiedrig< 3,7 %AMC3302| AMC3306M05
BÜberstromschutz und -SteuerungVom oberen Gate-Treiber> 102 kHz< 3,5 µsHoch< 3,7 %AMC1302 | AMC1306M05 | AMC23Cxx
C1Strom im negative Abzweigung und Fehlererkennungvom niedrigeren Gate-Treiber< 1,5 µsNiedrig<1 %AMC1302 |AMC1306M05

| AMC3302 | AMC23Cxx| AMC22Cxx

D1Strom in positiver Abzweigung und FehlererkennungPotentialfrei über VDC+ erforderlich< 1,5 µsNiedrig<1 %AMC3306M05

|AMC3302 | AMC23Cxx| AMC22Cxx

C2Strom in negativer Abzweigung

und Fehlererkennung

vom niedrigeren Gate-Treiber> 6 kHzNiedrig<1 %AMC1302| AMC1306M05|AMC3302
D2Strom in positiver Abzweigung

und Fehlerschutz

Potentialfrei über VDC+ erforderlich> 6 kHzNiedrig<1 %AMC3302| AMC3306M05| AMC23Cxx| AMC22Cxx
Eine Genauigkeit von 1 % ist nur dann erforderlich, wenn die Leistung präzise gemessen werden muss. 3 % sind ausreichend für Systeme, die keine genaue Leistungssteuerung benötigen.