AMC23C10 是一款响应时间短的精密隔离式比较器，专门设计用于过零检测，可检测必须与低压电路实现电隔离的高压信号。开漏和推挽输出与输入电路由抗电磁干扰性能极强的隔离栅隔开。该隔离栅经认证可提供高达 5kV_RMS 的增强型电隔离，符合 UL1577 标准，并且可支持最高 1kV_PK 的工作电压。该器件提供一个开漏输出和一个推挽输出，传播延迟不到 300 ns。集成 LDO 在高压侧支持 3V 至 27V 的工作电压范围，因此该比较器能够采用栅极驱动器电源供电。低压侧工作电压范围为 2.7V 至 5.5V。

AMC23C10 的特性：

• 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
• 跳变阈值误差：±6 mV（最大值）
• 传播延迟：290 ns（典型值）
• 高 CMTI：100 kV/µs（最小值）
• 开漏和推挽输出

图 2-3 过零检测电路

对于 VDD1 和 VDD2，建议添加一个与低 ESR、0.1 uF 陶瓷电容器并联的 1 uF 电容器。TPSI3050-Q1 通过具有 5V 电压轨的 VDDM 引脚在 HV 侧为 AMC23C10 供电。TPSI3050-Q1 的这一特性降低了系统复杂性和成本，并减少了布板空间。

图 2-3 展示了 IN- 输入接地以有效比较反向并联二极管 D1 上的电压摆幅。输入 IN+ 通过 R4、R5、R7 和 R8 连接到交流电源。在选择这些电阻器时，一定要注意额定电压、功耗和开关延迟。电阻器必须能够承受高压交流电源。建议使用串联电阻以满足电压规格。本参考设计使用两个电阻器尺寸 (2010)，额定电压为 400V DC。务必注意在电阻器上的功耗和零电压检测精度之间进行权衡。电源开关和电阻器的寄生电容会因零电压检测而产生 RC 延迟。这种延迟会影响发生过零开关的电压。减小电阻值会减少延迟，并且负载连接到接近零伏的源极。

在此设计中，使用 242 kΩ 的电阻来偏置二极管并实现过零检测。交流电源是 110VAC 信号，频率为 60 Hz。该设计在 10.4V 时以 180.8 µs 延迟连接负载。此延迟主要由 (R4+R5) 的 RC 常数和功率 FET 的输出电容决定，而不是隔离比较器、低侧逻辑电路或 TPSI3050-Q1 的启用延迟。图 3-3 展示了开关操作的详细信息。以下公式展示了所选电阻器的峰值和平均功耗的计算方式。R 值是串联电阻之和 R = (R4+R5) = (R7+R8)。

选择串联二极管时，压降必须高于 AMC23C10 的标称开关阈值电压。AMC23C10 需要高于其标称开关阈值 +/-12.5 mV 的电压来检测有效输入。为本参考设计选择的二极管是 BAT54S-HF。该二极管能够在非常低的电流电平下提供必要的压降。图 2-4 展示了 BAT54S-HF 的正向压降特性。电容器 C11 有助于过滤来自交流电源的高频噪声，但是，C11 也可以增加传播延迟以检测过零电压。在此设计中，未填充 C11，目的是保持较低的传播延迟。

图 2-4 二极管压降