AMC1400EVM评估模块技术解析:高精度隔离放大器的设计与应用

描述

Texas Instruments AMC1400EVM评估模块用于演示AMC1400精密隔离放大器。AMC1400是一款精密隔离放大器,输入范围为±250mV,输出与输入电路由抗磁干扰能力极强的二氧化硅 (SiO 2 ) 势垒隔开。TI AMC1400具有10600VPK增强型隔离,用于双极电流测量应用。

数据手册:*附件:Texas Instruments AMC1400EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • 输入范围:±250mV
  • 通过螺丝端子可轻松访问模拟输入和输出
  • 可配置模拟输入部分允许连接到外部分流电阻器

前视图

增强型

后视图

增强型

AMC1400EVM评估模块技术解析:高精度隔离放大器的设计与应用

产品概述

AMC1400EVM评估模块是德州仪器(TI)推出的一款专为高精度电流检测应用设计的隔离放大器评估平台。该模块基于AMC1400器件,采用二氧化硅(SiO₂)隔离屏障技术,提供高达10.5kVPEAK的增强型隔离性能,并通过DIN V VDE V 0884-11:2017-01认证。

核心特性‌:

  • 高精度隔离‌:±250mV输入范围,8.2倍固定增益,1.44V输出共模电压
  • 强化隔离性能‌:10.5kVPEAK隔离电压,100kV/μs典型CMTI
  • 抗干扰设计‌:集成抗混叠滤波器(796kHz截止频率)
  • 灵活接口‌:螺丝端子连接输入/输出及电源
  • 双电源架构‌:隔离侧(VDD1)和用户侧(VDD2)独立供电(3-5.5V)

评估模块硬件设计

1. 模拟接口设计

输入电路‌:

  • 差分输入通过J3端子接入(R1=10Ω, R3=10Ω, C8=10nF组成796kHz抗混叠滤波器)
  • 默认配置下INN引脚通过0Ω电阻(R5)接地
  • 线性输入范围:-250mVDC至+250mVDC

输出电路‌:

  • 全差分输出通过J4端子提供(OUTP.3, OUTN.2)
  • 输出电压范围:0.5V至2.5V(对应-250mV至250mV输入)
  • 可配置输出滤波器(R2/R4/C9):
    • 100kHz截止频率:R2=R4=100Ω, C9=8.2nF
    • 300kHz截止频率:R2=R4=100Ω, C9=2.7nF
    • 600kHz截止频率:R2=R4=100Ω, C9=1.3nF

2. 电源系统架构

隔离侧电源(VDD1) ‌:

  • 输入端子:J1.1(VDD1), J1.2(GND1)
  • 电压范围:3V至5.5V DC
  • 典型应用:连接被测系统的隔离侧电源

用户侧电源(VDD2) ‌:

  • 输入端子:J2.2(VDD2), J2.1(GND2)
  • 电压范围:3V至5.5V DC
  • 典型应用:为下游ADC或处理器供电

关键电路分析

1. 抗混叠滤波器设计

输入路径采用R1/R3/C8构成差分滤波器:

  • AMC1400:R1=R3=10Ω, C8=10nF → 796kHz截止频率
  • AMC1411(单端输入):R1=10Ω, C8=10nF → 1.6MHz截止频率

设计建议‌:

  • 推荐抗混叠截止频率:200kHz-2MHz
  • 测量外部分流电阻时,J3.1接正开尔文连接端,J3.3接负开尔文连接端

2. 输出滤波器配置

评估板提供灵活的输出滤波选项:

  • 差分滤波:通过R2/R4/C9实现
  • 共模滤波:C7/C12(建议值≥C9/20)
  • 示例配置:
    • 100kHz带宽:R2=R4=100Ω, C9=8.2nF
    • 300kHz带宽:R2=R4=100Ω, C9=2.7nF

典型应用场景

  1. 电机驱动系统‌:
    • 三相电流检测
    • 直流母线电压监测
  2. 电源设备‌:
    • 开关电源原边电流检测
    • 隔离电压监测
  3. 工业控制系统‌:
    • PLC模拟输入隔离
    • 传感器信号调理

评估指南

1. 基本连接步骤

  1. 连接VDD1电源至J1(3-5.5V)
  2. 连接VDD2电源至J2(3-5.5V)
  3. 输入信号接入J3.1(INP)和J3.3(GND1)
  4. 差分输出从J4.3(OUTP)和J4.2(OUTN)获取

2. 注意事项

  • 严禁超出-250mV至250mV输入范围
  • 双极性模式需确保正确接地
  • 高精度应用建议使用开尔文连接方式
  • 避免输入信号超过绝对最大额定值

设计资源

TI提供完整的开发支持:

  • 参考设计‌:原理图/布局/Gerber文件
  • 设计工具‌:WEBENCH® Power Designer
  • 应用报告‌:
    • 隔离放大器接口设计指南
    • 高CMTI系统布局建议
    • 热管理方案
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