设计目标
过压电平 | 欠压电平 | 低侧 VDD | 高侧 VDD | 瞬态响应时间 |
---|---|---|---|---|
28.8 V | 20.4 V | 2.7 V 至 5.5V | 24V | 360ns |
设计说明
此高速、隔离式欠压和过压检测电路通过具有可调阈值的双路隔离式窗口比较器 (AMC23C14) 实现。此电路专为工业现场电源应用而设计,在此类应用中,控制器端必须检测远程模块电流电压是否在有效范围内。
之所以选择 AMC23C14,是因为它具有稳健的增强型隔离、至少 100kV/μs 的高 CMTI、可调双通道窗口比较器阈值、宽高侧电源电压范围(3V 至 27V)以及扩展的工业温度范围(–40°C 至 +125°C)。
设计说明
设计步骤
对方程组求解会得到 R5 = 236kΩ、R6 = 3.52kΩ。
设计仿真
以下图像是欠压和过压检测电路的 SPICE 仿真波形。所包含的是 VDD1 输入,其中显示了齐纳二极管保护 VDD1 输入,防止它因为电压超出工作电压范围而受损。欠压和过压检测电流的 SPICE 仿真 - 由小变大显示了输入电压由小变大时输出触发点的 SPICE 仿真。欠压和过压检测电流的 SPICE 仿真 - 由大变小显示了一个类似图片,不过是输入电压由大变小时的输出触发点。通过比较这两个图像可以看到,触发点相差 0.3V,其中电压输入由大变小时具有较低的触发器值。
测得的响应
以下图像显示了欠压和过压检测电路的测量输出,并将输出与 Vsupp 电压(迹线 1)进行了对比。AMC23C14 具有开漏输出,这些输出通常会上拉至 VDD2,并且在输入电压超过每个比较器的阈值电压时,会被驱动至低电平。在这些测量中,如果 Vsupp 超过 28.8V,OUT1(迹线 3)会变为低电平,如果 Vsupp 超过 20.8V,则 OUT2 会变为低电平。组件变化和比较器迟滞可能会影响跳变阈值,但在本例中,跳变点位于所需值的 1% 范围内。如果 Vsupp 由小变大或由大变小,电压阈值会略有不同。第二个波形显示了 OUT1 在 28.6V 而非 28.8V 处触发时的情况。
以下图像显示了欠压和过压检测电路的测量输出,并将 AMC23C14 输出与 VIN 电压(迹线 2)进行了对比。根据这些测量结果可以确认,比较器跳变阈值与内部比较器阈值在 300mV 时设置的所需值以及由外部设置阈值在 420mV 时设置的所需值一致,如设计步骤部分步骤 2 中的公式所定义。
设计特色器件
器件 | 关键特性 | 器件链接 |
---|---|---|
AMC23C14 |
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器件:AMC23C14 类似器件:隔离式放大器 |
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。
德州仪器 (TI),AMC23C14 具有可调阈值的双路快速响应增强型隔离式窗口比较器 数据表
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