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ZHCABP1 March 2022 AMC23C12 , AMC23C12-Q1

设计目标

标称电流	过流水平	高侧电源	低侧电源	瞬态响应时间
50 A	55 A	3V–27V	2.7 V 至 5.5V	≤ 1000ns

设计说明

这种高速、隔离式双向过流检测电路采用 AMC23C12 实现。AMC23C12 具有隔离式窗口比较器和可通过固定内部精密电流源和用户可选电阻器调节的阈值电平。该电路旨在快速检测过流情况，允许控制器禁用电机控制、牵引逆变器和其他工业控制系统中使用的高速开关的脉宽调制 (PWM) 控制。

过流保护电路原理图

设计说明

设计步骤

根据标称电流水平确定分流电阻器的大小。分流电阻的大小允许输入引脚上的电压为 50mV。
$R_{1} = (\frac{50 m V}{50 A}) = 1.0 m Ω$
在窗口比较器的输入端使用内部 100µA 源和 55A 的所需触发电平以及 55mV 的 1mΩ 分流器，根据所需的电流触发电平确定 R2 的值。
$R_{2} = (\frac{55 m V}{100 μ A}) = 550 Ω$
- 借助模拟工程师计算器，最接近的 E96 电阻器值为 550Ω 和 549Ω。
可选 - 选择一个 27V 齐纳二极管来保护 AMC23C12，防止该器件因为电压超过建议的工作电源电压而受损。

修订了过流保护原理图

设计仿真

下图是过流保护电路的 SPICE 仿真。仿真显示了边缘触发之前的时间，大约为 360ns。

过流保护仿真的瞬态响应

过流保护仿真的瞬态响应 - 上升

过流保护仿真的瞬态响应 - 下降

设计结果

下图是物理电路的波形捕获。过流保护电路波形显示了线路 1 上的输出与线路 3 上的输入之间的关系。过流保护电路波形 - 上升显示了输出线路 1 的上升沿以及从触发电流到输出的延时时间。过流保护电路波形 - 下降显示了输出线路 1 的下降沿以及从触发电流到输出的延时时间。

过流保护电路波形

过流保护电路波形 - 上升

过流保护电路波形 - 下降

设计中采用的器件

器件	关键特性	器件链接
AMC23C12	高侧电源具有宽电压范围：3V 至 27V 低侧电源电压范围：2.7V 至 5.5V 可调阈值：窗口比较器模式：±20mV 至 ±300mV 正比较器模式：600mV 至 2.7V 阈值调整基准：100µA，±2% 跳变阈值误差：250 mV 时为 ±1%（最大值）传播延迟：290 ns（典型值）高 CMTI：55kV/µs（最小值）具有可选锁存模式的开漏输出安全相关认证：符合 DIN VDE V 0884-11 标准的 7000V_PK 增强型隔离符合 UL1577 标准且长达 1 分钟的 5000V_RMS 隔离针对更大工业温度范围进行了全面优化： –40°C 至 +125°C	器件：AMC23C12 类似器件：隔离式放大器

器件

关键特性

器件链接

AMC23C12

高侧电源具有宽电压范围：3V 至 27V
低侧电源电压范围：2.7V 至 5.5V
可调阈值：
- 窗口比较器模式：±20mV 至 ±300mV
- 正比较器模式：600mV 至 2.7V
阈值调整基准：100µA，±2%
跳变阈值误差：250 mV 时为 ±1%（最大值）
传播延迟：290 ns（典型值）
高 CMTI：55kV/µs（最小值）
具有可选锁存模式的开漏输出
安全相关认证：
- 符合 DIN VDE V 0884-11 标准的 7000V_PK 增强型隔离
- 符合 UL1577 标准且长达 1 分钟的 5000V_RMS 隔离
针对更大工业温度范围进行了全面优化： –40°C 至 +125°C

器件：AMC23C12

设计参考资料

请参阅《模拟工程师电路说明书》，了解有关 TI 综合电路库的信息。