AMC23C15双通道快速响应隔离窗口比较器技术解析

描述

Texas Instruments AMC23C15/AMC23C15-Q1隔离式窗口比较器是一款响应时间较短的双路隔离式窗口比较器。开漏输出与输入电路由高度抗电磁干扰性的隔离栅隔开。该隔离栅经认证可提供高达5kVRMS 的增强型电流隔离,符合VDE 0884-17和UL1577标准,支持高达1kVPK 的工作电压。

数据手册:

*附件:AMC23C15数据手册.pdf

*附件:AMC23C15-Q1数据手册.pdf

两个比较器的窗口电压都以0V为中心,这表示如果正向或负向输入超出阈值,则比较器就会跳变。一个比较器具有±60mV的固定阈值。第二个比较器通过单个外部电阻器具有±5mV至±300mV可调阈值。

AMC23C15/AMC23C15-Q1还支持只有正比较器模式。当REF引脚上的电压大于550mV时,负极比较器将被禁用,仅正比较器正常运行。该模式下的基准电压可高达2.7V。该模式对于监控正电压电源特别有用。

AMC23C15/AMC23C15-Q1采用8引脚宽体SOIC封装,适用于-40°C至+125°C的扩展工业温度范围。Texas Instruments AMC23C15-Q1器件符合面向汽车应用的AEC-Q100标准。

特性

  • 宽高侧电源电压范围:3V至27V
  • 低侧电源电压范围:2.7V至5.5V
  • 双路窗口比较器
    • 窗口比较器1:±5mV至±300mV可调阈值
    • 窗口比较器2:±60mV固定阈值
  • 支持正比较器模式
    • Cmp0:600mV至2.7V可调阈值
    • Cmp2:60mV固定阈值
    • CMP1和Cmp3:禁用
  • 100µA、±1%基准,用于阈值调整
  • 跳变阈值误差:250mV时为±1%(最大值)
  • 开漏输出
  • 传播延迟:280ns(典型值)
  • 高CMTI:15V/ns(分钟)
  • 安全相关认证
    • 7000VPK 强化隔离,符合DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17) 标准
    • 符合UL1577标准且长达1分钟的5000VRMS 隔离
  • 额定扩展工业温度范围:-40°C至+125°C

功能框图

开漏输出

AMC23C15双通道快速响应隔离窗口比较器技术解析

一、产品概述

AMC23C15是德州仪器(TI)推出的双通道快速响应隔离窗口比较器,具有以下核心特性:

  • 高压隔离性能‌:7000VPK增强型隔离(符合DIN EN IEC 60747-17标准)
  • 宽工作电压范围‌:高侧3-27V,低侧2.7-5.5V
  • 双窗口比较器架构‌:
    • 比较器1:±5mV至±300mV可调阈值
    • 比较器2:±60mV固定阈值
  • 高速响应‌:典型传播延迟280ns
  • 高抗扰度‌:CMTI达15V/ns(最小值)
  • 工业级温度范围‌:-40°C至+125°C

二、关键参数规格

参数类别规格参数
电源特性高侧3-27V,低侧2.7-5.5V,静态电流9.5mA(典型)
比较器性能可调阈值范围±5mV至±300mV,固定阈值±60mV
响应时间传播延迟280ns(典型)
隔离特性7000VPK增强隔离,5000VRMS/1分钟(UL1577)
封装信息8引脚宽体SOIC(DWV),5.85mm×11.5mm

三、核心技术解析

1. 隔离架构设计

AMC23C15采用基于SiO2电容的增强型隔离屏障,具有:

  • 高共模瞬态抗扰度(15V/ns最小值)
  • 低寄生电容(约1.5pF输入-输出)
  • 通过VDE 0884-17和UL1577认证
  • 支持高达1kVRMS的工作电压

2. 窗口比较器工作机制

  • 双比较器配置‌:每通道包含正/负阈值比较器
  • 可调阈值设置‌:通过外部电阻配置(内部100μA±1%基准电流)
  • 内置迟滞‌:4mV(典型),高阈值模式下增至25mV
  • 模式切换‌:REF引脚>550mV时转换为正比较器模式

3. 保护功能

  • 电源管理‌:高低侧独立UVLO保护
    • 高侧:3V(上升)/2.9V(下降)
    • 低侧:2.7V(上升)/2.1V(下降)
  • 热保护‌:175°C热关断(20°C迟滞)
  • 输出保护‌:开漏输出内置钳位二极管

四、布局与热管理

1. PCB设计规范

  • 爬电距离‌:保持≥8.5mm(高/低侧间)
  • 层叠设计‌:推荐4层板(专用隔离层)
  • 铺铜要求‌:
    • 高侧完整地平面(GND1)
    • 低侧数字地平面(GND2)
  • 过孔阵列‌:隔离屏障下方避免铜填充

2. 热设计考量

  • 热阻参数‌:
    • θJA=102.8°C/W(DWV封装)
    • θJC=45.1°C/W(顶部)
  • 最大功耗‌:
    • 110mW(双电源工作)
    • 安全限值1220mW@25°C

五、应用领域

  1. 工业驱动‌:电机过流检测、变频器保护
  2. 能源系统‌:光伏逆变器、DC/DC变换器
  3. 汽车电子‌:电池管理系统(AMC23C15-Q1)
  4. 固态继电器‌:短路电流快速关断
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